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我国科学家设计出快速自愈的活体材料

文章来源: 科技部生物中心      |      2022/1/17


 

  活体材料的核心优势之一是自修复,目前,这种自修复全部依靠细胞自身的生长更新,自修复时间在几个到几十个小时之间。但是具体应用在可穿戴器件中时,材料在拉伸或折叠后必须快速修复,才能保证器件运行的稳定性,因此对自修复的时间要求通常是分钟级。单纯利用生物生长带来的自修复效应无法解决在可穿戴器件中的应用问题,亟待引入跨学科的理念及设计。

  近日,中国科学院深圳先进技术研究院的研究人员在《Nature Chemical biology》发表了题为“Programmable Living Material Generated by Bacterial Assembly”的文章,通过在微生物表面编辑抗原或抗体分子,引导微生物通过抗原抗体相互作用产生粘合,从而形成可快速自修复的活体功能材料,并将其推广应用于全新的应用领域(如智能制造)及可穿戴设备的组装。

  科研人员运用已开发的抗原或抗体及表面展示体系构建工程细菌,将抗原或抗体展示到大肠杆菌细胞膜表面,随后混合两种细菌构建材料,混合后的细菌由于抗原-抗体作用迅速自组装成材料前体(LAMBA)。而利用合成生物学工具可对LAMBA进行编程,赋予其生物降解或生物催化的功能。

  LAMBA自愈合特性在应变传感器等可穿戴器件中显示出独特的优势。例如在应变传感器中,利用活体材料构建的柔性LAMBA应变传感器可稳定的感知指节动作,并给与相应的信号输出。

  该研究利用高分子物理化学的理念实现合成生物学在信息技术领域应用的可能,为生物与信息融合研究开拓新思路、新方向。

  论文链接:https://www.nature.com/articles/s41589-021-00934-z

  注:此研究成果摘自《Nature Chemical biology》杂志,文章内容不代表本网站观点和立场,仅供参考。