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佩戴“无机盔甲”的超级细胞


Super cells made with 'inorganic armour'

 

中国化学家用蛋一样的壳将细胞包裹起来,赋予它们一系列的新特性。这些“超级细胞”不仅寿命被延长,而且不惧怕酶类的攻击,还能够具有磁性。位于杭州的浙江大学的唐睿康和他的同事们认为,他们这一发现将可以形成一种新的保存和运输有用细胞的方法。

通过模拟蛋壳自然形成的情形,该团队将发面酵母Saccharomyces cerevisiae完全包裹到一层磷酸钙里。“我们一开始将羧丰富的高分子附到细胞壁上,使之成为矿化诱导物。”唐睿康解释说。这些负电基团能够捕捉过饱和溶液中的磷酸钙,将它们沉积在细胞的表面,从而形成一层壳样物。

这样形成的矿物涂层只有几百纳米厚,能够在水和空气中稳定存在,并避免来自酵母细胞壁溶解酶(一种溶解酵母细胞细胞壁的酶)的免疫攻击。这个团队还可以将磁性物质(四氧化三铁)纳米微粒混入矿质外壳,使之具有磁性。

The baker’s yeast cell before and after encapsulation

A baker’s yeast cell, before (left) and after (right) its eggshell armour is added

© Angewandte Chemie

重要的是,细胞的内部了保持健康状态并能比未经保护的细胞存活延长数周。这是因为细胞进入了一个“休息阶段(resting state)”并得以幸存下来,尽管细胞被完全密封起来完全不能接触营养物质。在需要的时候,这些壳可以很容易地被超声或弱酸溶解,释放出细胞。

唐睿康相信这种包裹方式会有很大的应用范围。“我们认为这种方法可以被用来为有用的细胞制作外壳,比如造骨细胞[能产生新骨的细胞],并以此为运输工具将它们运到需要的地方。”他告诉《化学世界》说。

“在一套无机盔甲中保护细胞是一个很好的主意,对细胞存贮和收集意义重大。” 英国布里斯托大学的生物矿化专家Stephen Mann说。这一过程在封装干细胞或在细胞之间移动DNA都有应用,他补充说。

Lewis Brindley 

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