工程粘附使細菌的程序化自組裝成為可能

2022年1月5日整理發(fā)布：中國科學院深圳先進技術研究院(SIAT)的研究人員報告了通過工程粘附進行細菌種群的程序自組裝。

該研究于 12 月 21 日發(fā)表在《自然化學生物學》上。

工程生命材料 (ELM) 可以作為功能材料，重現(xiàn)自然生命系統(tǒng)的理想特性。ELM 最吸引人的特性之一是自我修復，因為生物膜的封裝細胞可以隨著時間的推移自我再生和修復材料。

理論上，這種自我修復過程是由細胞生長引起的，需要數(shù)小時。然而，在涉及柔軟且貼合設備的應用中，愈合過程需要在幾分鐘內(nèi)發(fā)生，這顯然比細胞周期快得多。

先前的研究報告了通過結合非共價相互作用(例如氫鍵)來設計快速自愈材料。受這一策略的啟發(fā)，來自 SIAT 的科學家們試圖用非共價結合基團對每種細菌進??行功能化，以通過將細菌粘附在一起來產(chǎn)生宏觀的活功能材料。

此前，David S. Glass 等人。開發(fā)了一種基于外膜錨定納米抗體 (Nb)-抗原 (Ag) 對的合成細菌細胞 - 細胞粘附工具箱。

使用這個工具箱，該團隊設計了細胞以在其表面展示納米抗體或抗原，并在液體培養(yǎng)物中分別培養(yǎng)這些細胞。大量混合這兩個種群產(chǎn)生可加工的宏觀材料，稱為“細菌粘附的活組裝材料”(LAMBA)。

LAMBA 表現(xiàn)出比單個細胞(Nb 細胞或 Ag 細胞)更好的機械性能和可加工性，并且可以采用多種工程方法來制造宏觀或微觀物體。

通過在細胞外和細胞內(nèi)對 LAMBA 進行功能化，該材料能夠通過混合酶 - 無機順序催化降解有機磷農(nóng)藥或通過利用細胞外 - 細胞內(nèi)生物轉(zhuǎn)化合成海藻糖。

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