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  通過構(gòu)建人造生物系統(tǒng)，可以深入探究生命的復(fù)雜性和基本原理，揭示細胞運作的奧秘。在這其中，自下而上的合成生物學(xué)作為一個跨學(xué)科領(lǐng)域，具有突出的重要性和深遠的意義。它通過逐步組裝生物分子、細胞和組織單元，構(gòu)建出更為復(fù)雜的生物系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)，為科學(xué)研究和應(yīng)用創(chuàng)新提供了新的途徑。

圖五：基于聚集囊泡的組織模型中的酶級聯(lián)反應(yīng)。(A)展示了“囊泡A”、 “囊泡B” 和油筏之間的酶級聯(lián)反應(yīng)。當(dāng)“囊泡A” 和“囊泡B” 都被封裝在油筏中，加入葡萄糖后，油相中的報告分子會發(fā)出綠色熒光。(B) 熒光顯微圖像和熒光強度隨時間變化的圖表，顯示了由以下組成的囊泡聚集群的情況：(i) 同時含有“囊泡A” 和“囊泡B”，(ii) 無蜜蜂毒肽的對照組，(iii) 僅含“囊泡A”，和 (iv) 僅含“囊泡B”。

  在本研究中構(gòu)建的自下而上的人造組織陣列展現(xiàn)了分子信號的迅速傳遞，不僅跨越了液滴隔間中的多個脂質(zhì)雙層，還跨越了液滴隔間與外部環(huán)境之間的脂質(zhì)雙層。脂質(zhì)雙層中的選擇性通道確保了小分子的快速擴散，同時將大酶封存在隔間內(nèi)，觸發(fā)了有序級聯(lián)化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)可以按順序有序地進行。

  通過精準(zhǔn)控制相互連接的液滴隔間的數(shù)量、形狀和組成，能夠根據(jù)需要精心設(shè)計不同的結(jié)構(gòu)。每個組織模塊可被視為微型處理器，其中分子通過細胞-細胞和細胞-環(huán)境之間的通信實現(xiàn)快速信號傳輸，彰顯了其在生物化學(xué)傳感和微反應(yīng)器陣列方面的應(yīng)用潛力。

  論文信息：Facile and Programmable Capillary-Induced Assembly of Prototissues via Hanging Drop Arrays

Cheng Qi, Xudong Ma, Junfeng Zhong, Jiangyu Fang, Yuanding Huang, Xiaokang Deng, Tiantian Kong*, and Zhou Liu*

  ACS Nano

  DOI: 10.1021/acsnano.3c03516

  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c03516

  作者簡介：劉洲，深圳大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院特聘研究員、博導(dǎo)。主要從事微流控技術(shù)、流體物理、軟物質(zhì)材料等方面的研究，在Advanced Materials，Angewandte Chemie，Advanced Functional Materials，Small 等研究領(lǐng)域重要期刊上發(fā)表論文50余篇。所獲榮譽包括日內(nèi)瓦國際發(fā)明展銀獎、中國化學(xué)學(xué)會基礎(chǔ)研究二等獎、深圳市優(yōu)青、深圳市海外高層次人才B類，擔(dān)任中國化工學(xué)會微化工專委會青年委員等職務(wù)。

  課題組長期招收高分子材料、微流控、仿生表界面、人工細胞與細胞器、柔性傳感等方向博后和副研究員，年薪30萬以上，歡迎聯(lián)系zhouliu@szu.edu.cn。

  下載：Facile and Programmable Capillary-Induced Assembly of Prototissues via Hanging Drop Arrays