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北京化工大學(xué)林藝揚(yáng)教授課題組與合作者在Nature Chemistry發(fā)表仿生細(xì)胞的研究進(jìn)展
來(lái)源：北京化工大學(xué) 2023-12-01
導(dǎo)讀：具有類(lèi)生命結(jié)構(gòu)和功能的復(fù)雜仿生體系的研究能夠幫助人們更好地理解生命本質(zhì)和生物現(xiàn)象，并為發(fā)展生物功能材料提供新的設(shè)計(jì)思路。在國(guó)家自然科學(xué)基金委、北京化工大學(xué)和材料科學(xué)與工程學(xué)院的大力支持下，林藝揚(yáng)教授課題組與合作者開(kāi)展了仿生化學(xué)與人工細(xì)胞的研究，取得了系列研究進(jìn)展（Sci Adv 2023, 9, eade5853; Adv Mater 2023, 35, 2210700; Sci. Adv.2021, 7, eabf9000）。
人工細(xì)胞有序網(wǎng)絡(luò)是從簡(jiǎn)單細(xì)胞模型邁向組織的關(guān)鍵。國(guó)際同行發(fā)展了利用外部操控獲取有序或隨機(jī)的人工細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，而基于人工細(xì)胞自身內(nèi)部和界面性質(zhì)介導(dǎo)自發(fā)組裝成有序網(wǎng)絡(luò)仍然具有挑戰(zhàn)性。近日，林藝揚(yáng)教授課題組聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所喬燕研究員和英國(guó)布里斯托大學(xué)Stephen Mann教授，利用液-液相分離構(gòu)建了二元凝聚液滴自組裝形成的人工細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)，在有序結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的分子分選及信號(hào)處理功能。該團(tuán)隊(duì)利用兩種不互溶復(fù)雜凝聚液滴的自發(fā)粘附形成半潤(rùn)濕結(jié)構(gòu)，交替排列成線(xiàn)性或支化的高級(jí)次人工細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)。由于兩種凝聚液滴的內(nèi)部有序性、分子排列緊密程度和親疏水性的顯著差異，該網(wǎng)絡(luò)對(duì)不同生物分子具有顯著親和性差異，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)生物分子的分選、酶催化反應(yīng)的空間定位以及凝聚液滴間的物質(zhì)轉(zhuǎn)移等功能。此外，該人工細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以通過(guò)主-客體相互作用、光異構(gòu)化以及靜電屏蔽等策略進(jìn)行可控調(diào)節(jié)。在宏觀尺度上，該人工細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)還可發(fā)展成為微萃取系統(tǒng)，通過(guò)離心操作實(shí)現(xiàn)對(duì)生物分子的宏觀分離。相關(guān)研究成果Superstructural ordering in self-sorting coacervate-based protocell networks發(fā)表于Nature Chemistry期刊上。論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41557-023-01356-1.圖1 自組裝形成的人工細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)林藝揚(yáng)教授個(gè)人簡(jiǎn)介：林藝揚(yáng)，畢業(yè)于北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院，獲得理學(xué)學(xué)士和博士學(xué)位，在俄克拉荷馬大學(xué)和倫敦帝國(guó)理工學(xué)院從事博士后研究，研究領(lǐng)域?yàn)榧膊∠嚓P(guān)的即時(shí)檢測(cè)和多肽化學(xué)。2019年加入北京化工大學(xué)，獲得國(guó)家高層次人才計(jì)劃青年項(xiàng)目資助，課題組致力于軟物質(zhì)化學(xué)和生物功能材料的研究。累計(jì)發(fā)表學(xué)術(shù)論文60余篇，主要包括Nat Chem、Sci Adv、PNAS、Angew、JACS、Adv Mater等。
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