自下而上構(gòu)建人工細(xì)胞能夠幫助探索生命起源，并在研究多細(xì)胞體系或無膜細(xì)胞器體系的信號傳導(dǎo)、蛋白表達(dá)以及分化等領(lǐng)域具有重要的研究價值。
 

　　中國科學(xué)院化學(xué)研究所高分子物理與化學(xué)實驗室喬燕課題組致力于人工細(xì)胞的構(gòu)筑及其類細(xì)胞行為的研究，取得了一系列進(jìn)展。人工細(xì)胞有序網(wǎng)絡(luò)是從簡單細(xì)胞模型邁向人工組織的關(guān)鍵。常規(guī)方法是通過外部操控技術(shù)獲取有序或隨機(jī)的人工細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)，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)頗具挑戰(zhàn)性。
 

　　近日，喬燕課題組聯(lián)合北京化工大學(xué)教授林藝揚、英國布里斯托大學(xué)教授Stephen Mann，利用液-液相分離構(gòu)建了二元凝聚液滴種群，進(jìn)而自組裝形成高級次人工細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)，并在這種有序的人工結(jié)構(gòu)中實現(xiàn)了生物分子自分選及信號處理功能。該研究利用兩種不互溶復(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(jìn)行可控調(diào)節(jié)。在宏觀尺度上，由于兩種凝聚液滴密度的不同，該人工細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)可發(fā)展成為微萃取系統(tǒng)，通過簡單離心操作實現(xiàn)對生物分子的宏觀分離。
 

　　相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然-化學(xué)》(Nature Chemistry)上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會、中國科學(xué)院和北京分子科學(xué)國家研究中心的支持。
 

人工細(xì)胞有序結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)