2022年08月19日更新 借助纳米翻译器让细菌和酵母菌相互交谈

方凤梵
导读 细胞以化学语言相互交流,但来自不同王国的细胞,如细菌和酵母,却说彼此几乎无法理解的方言。例如,通过了解微生物如何说话,研究人员希

细胞以化学语言相互交流,但来自不同王国的细胞,如细菌和酵母,却说彼此几乎无法理解的方言。例如,通过了解微生物如何“说话”,研究人员希望有朝一日能够操纵它们的行为来预防疾病。像这样的努力还处于起步阶段,但在ACS的NanoLetters的一项新研究中,研究人员描述了第一个能够使两种不相关的生物体进行交流的系统。

在自然界中,许多细胞发送和接收化学信号。这种策略允许细菌调节它们的行为,真菌可以交配,人类细胞可以相互通知威胁。这种类型的化学交流激发了研究人员设计自己的方法来加入这些对话,以便他们可以向细胞发出指令。虽然一些研究已经检查了与一种细胞通信的微米或纳米级粒子,但尚未探索使用粒子来实现两种不同类型细胞之间的通信。AntoniLlopis-Lorente、RamónMartínez-Máñez及其同事想要创建一种纳米级的翻译装置,以便他们可以在两个不同生命王国的成员之间发送化学信号——这在自然界中很少发生。

该团队使用装载两种分子的二氧化硅纳米粒子构建了纳米转换器:一种与葡萄糖反应,另一种称为腐草霉素。他们构建的信号系统有两个步骤,他们独立测试然后组合在一起。首先,研究人员通过将大肠杆菌暴露于乳糖来启动信号。细菌将乳糖转化为葡萄糖,葡萄糖与纳米翻译发生反应。接下来,该装置释放了另一种信使化合物腐草霉素。酵母酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)检测到腐草霉素并通过发荧光做出反应,这是它们经过基因工程改造的目的。研究人员为类似的基于纳米转换器的通信系统设想了许多可能的应用.研究人员说,例如,这些设备可用于告诉细胞关闭某些过程并打开其他过程,或改变人体免疫细胞的活性以治疗疾病。

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