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北京化工大學(xué)林藝揚教授課題組與合作者在Nature Chemistry發(fā)表仿生細(xì)胞的研究進展
來源：北京化工大學(xué) 2023-12-01
導(dǎo)讀：具有類生命結(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)計思路。在國家自然科學(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，林藝揚教授課題組與合作者開展了仿生化學(xué)與人工細(xì)胞的研究，取得了系列研究進展（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)是從簡單細(xì)胞模型邁向組織的關(guān)鍵。國際同行發(fā)展了利用外部操控獲取有序或隨機的人工細(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，林藝揚教授課題組聯(lián)合中國科學(xué)院化學(xué)研究所喬燕研究員和英國布里斯托大學(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)中實現(xiàn)了復(fù)雜的分子分選及信號處理功能。該團隊利用兩種不互溶復(fù)雜凝聚液滴的自發(fā)粘附形成半潤濕結(jié)構(gòu)，交替排列成線性或支化的高級次人工細(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)對不同生物分子具有顯著親和性差異，從而實現(xiàn)了對生物分子的分選、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)可以通過主-客體相互作用、光異構(gòu)化以及靜電屏蔽等策略進行可控調(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)，通過離心操作實現(xiàn)對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，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)和倫敦帝國理工學(xué)院從事博士后研究，研究領(lǐng)域為疾病相關(guān)的即時檢測和多肽化學(xué)。2019年加入北京化工大學(xué)，獲得國家高層次人才計劃青年項目資助，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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