人類細胞首次實現可控可逆變透明

張夢然

2020年06月03日08:39  來源:科技日報
 
原標題:人類細胞首次實現可控可逆變透明

  據英國《自然·通訊》雜志2日發表一項生物技術研究,一個美國研究團隊稱,首次在實驗室內成功將人類細胞可控、可逆地變成透明。這一成果有助於開發材料科學和生物工程的獨特生物光子工具,並極大推進人類對多種生物系統的透徹理解。

  盡管自然界許多動物出於隱藏目的,已經進化出可受自身控制的透明度,但是迄今為止,對於活的人類細胞和組織的動態(即可控和可逆的)透明性的發展,仍然難以捉摸。

  科學家們已知有許多頭足類動物能夠改變其皮膚傳播、吸收和反射光的方式,實現偽裝的目的。譬如,雌性乳光槍烏賊就可以通過這種機制,將外套膜從近乎透明的顏色變成白色以躲避攻擊。不論是哪種情況,這個過程都是通過一系列白色素細胞來控制的,白色素細胞包含的反光蛋白質能夠改變細胞的光學性質。

  此次,美國加州大學歐文分校研究人員阿隆·格羅德斯基及其同事,受頭足類動物的適應性皮膚細胞的啟示,並從其結構和功能中汲取靈感,著手設計並改造了人類細胞。這些細胞包含可重構的基於蛋白質的光子結構,能夠有控制地、可逆地變為透明。

  研究團隊選擇的是人類胚腎細胞,通過改造使它們表達乳光槍烏賊外套膜中的反光蛋白質A1。之后,他們研究了表達該蛋白是否影響人類胚腎細胞與光的互作,以及這些性質是否可控。他們在實驗室使用不同濃度的氯化鈉溶液,改變了工程細胞的透明度。

  透明化可以讓科學家們對細胞中的每一個細微之處都精確觀察,而可控、可逆的掌握這一變透明過程,將對細胞內部動態過程有更深刻的了解。研究人員總結表示,他們的最新成果將能更加清晰地顯示活細胞和活組織內部所有的發生過程,並通過這一步加深科學家們對於各種生物系統的認識。

(責編:楊虞波羅、呂騫)