受雞蛋殼保護卵細胞的啟發(fā),教育部長江特聘教授、浙江大學(xué)理學(xué)院化學(xué)系教授唐??祹ьI(lǐng)團隊發(fā)明了一種給細胞“穿衣服”的方法。他們以酵母細胞為模型,展示了帶“殼”的酵母細胞不僅能在室溫下保存更長時間,還能避免*的侵害,并產(chǎn)生磁性,這為細胞的保存和傳送開辟了新途徑,相關(guān)論文《Yeast Cells with an Artificial Mineral Shell: Protection and Modification of Living Cells by Biomimetic Mineralization》(具有人工礦化外殼的酵母細胞:利用仿生礦化保護和修改活細胞)發(fā)表在*學(xué)術(shù)刊物《應(yīng)用化學(xué)》(版)上,該工作引起了學(xué)術(shù)和公眾媒體的廣泛關(guān)注。
課題的靈感即來自日常所見的雞蛋。“雞蛋殼是一個典型的生物礦化的例子,它的特殊之處在于細胞外還有一層薄薄的硬殼保護,在自然界中,帶‘殼’的細胞非常罕見?!碧平淌谠谝荒臧肭伴_始帶領(lǐng)課題組研究怎樣用生物礦化的方法,給細胞穿上人工的外衣。唐??到榻B,“穿衣服”的過程只需要短短幾分鐘。把表面涂有聚丙烯酸酯的酵母細胞放入富含磷酸鈣的溶液,聚丙烯酸酯能充當誘導(dǎo)劑并起著雞蛋膜上的礦化因子的作用,促使溶液中的磷酸鈣在細胞表面有序沉積并形成均勻的一層“外衣”。
“穿衣”后的酵母細胞依然保持活性,并進入休眠狀態(tài),這樣,即使在營養(yǎng)不良等不利環(huán)境下,它依然能保持長時間的活性。另外,“脫衣服”的方法也很簡單,通過弱酸或者超聲波的作用,這層外衣就能輕易褪去,細胞則能恢復(fù)原來正常的狀態(tài)和功能。
課題組做了一個實驗,常溫下和純水中普通的酵母菌一個月后的存活率為20%,而穿上衣服“帶殼“的酵母菌一個月后還有85%的存活率。另一個實驗室是讓酵母菌接受“天敵”的考驗,在*的作用下,正常的酵母細胞三個小時后的死亡率大于80%,而“穿衣服”的酵母的死亡率只有15%不到。同時,唐教授還在這層“外衣”中摻雜了納米磁性顆粒,通過
顯微鏡可以看到,酵母能在磁場驅(qū)動下可以定點運動。
生物礦化專家Stephen Mann教授認為給細胞穿衣服的方法是一個有趣的創(chuàng)意,對細胞的保存和傳輸具有重要意義?!拔覀兊奶剿魇乔瞄_了一扇門,發(fā)展了給細胞‘穿衣服’的方法。當然,目前這件衣服還比較粗糙,相當于一層‘麻布’,接下來,更多的科學(xué)家來當‘服裝設(shè)計師’,研究給細胞穿什么樣的衣服。賦予細胞更強的生命力和特定的功能?!碧平淌谡J為這種方法展示了寬闊的應(yīng)用前景?!芭e個例子,我們可以給細胞裝上一個‘殼’,把它們定向傳輸?shù)叫枰课蝗缓笤籴尫挪⒓せ钸@些細胞,這種方法可望發(fā)展為新的癌癥治療技術(shù)?!?