近日,华南理工大学生物科学与工程桃子汉化组移植游戏大全朱伟教授与新墨西哥大学化学与生物工程系C. Jeffrey Brinker教授(美国工程院院士)和郭佶慜博士联合在美国化学会志(Journal of the American Chemical Society,IF=14.612)杂志上在线发表题目为“Bioinspired Cell Silicification: From Extracellular to Intracellular”的前瞻性论文,评论和展望了生物启发的细胞硅化策略及其在生物医学和生物技术领域的应用。华南理工大学生物科学与工程桃子汉化组移植游戏大全为第一单位,博士后雷琪为共同第一作者。(论文链接https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c00814)
在自然界中,硅藻通过生物硅化作用在其表面形成了多级有序的二氧化硅外骨骼。硅藻表面的二氧化硅铠甲,不仅有利于硅藻对养分的吸收和废物的交换,还为其赋予了良好的化学稳定性和热稳定性,以及对微生物攻击的抵抗能力。非凡的硅藻外骨骼激发了仿生研究的极大兴趣,旨在细胞表面复制这些精巧的二氧化硅结构,以赋予细胞非原生或非生物的特性和功能,如隔绝有害外部压力,赋予细胞磁性,以及利用二氧化硅外骨骼的空间限制对细胞功能进行编辑。
本文综述了仿生细胞硅化的研究进展,详细地介绍了多细胞二氧化硅基质包裹,单细胞二氧化硅外骨骼包裹,和无定形二氧化硅“冰冻”单细胞的三种策略,并集中讨论了仿生细胞硅化的发展及其伴随的挑战。最后着重强调了仿生细胞硅化中重要的技术进展,讨论了生物硅化细胞的独特性质,为读者更好地理解仿生细胞硅化的合成-结构-性能之间的关系提供了指导。
该工作得到了国家自然科学基金(21972047, 52003086)等项目的资助。