Hvordan man dyrker uorganiske funktionelle nanomaterialer - kvanteprikker - i kernen af ​​levende celler

National Science Review for nylig offentliggjort forskning om syntesen af ​​kvanteprikker (QD'er) i kernen af ​​levende celler af Dr. Hu Yusi, lektor Wang Zhi-Gang og professor Pang Dai-Wen fra Nankai University.

Under undersøgelsen af ​​QDs-syntese i pattedyrsceller blev det fundet, at behandlingen med glutathion (GSH) øgede cellens reducerende kapacitet. De genererede QD'er var ikke ensartet fordelt i cellen, men koncentreret i et specifikt område.

Gennem en række eksperimenter blev det bekræftet, at dette område faktisk er cellekernen. Dr. Hu sagde:"Dette er virkelig fantastisk, næsten utroligt."

Dr. Hu og hans mentor professor Pang forsøgte at belyse den molekylære mekanisme for kvantepriksyntese i cellekernen. Det blev fundet, at GSH spiller en væsentlig rolle. Der er et GSH-transportprotein, Bcl-2, på kernen, som transporterer GSH ind i kernen i store mængder, hvilket øger den reducerende evne i kernen og fremmer dannelsen af ​​Se-precursorer.

Samtidig kan GSH også eksponere thiolgrupper på proteiner, hvilket skaber betingelser for generering af Cd-precursorer. Kombinationen af ​​disse faktorer muliggør i sidste ende den rigelige syntese af kvanteprikker i cellekernen.

Professor Pang udtalte:"Dette er et spændende resultat; dette arbejde opnår den præcise syntese af QD'er i levende celler på subcellulært niveau. Forskning inden for syntetisk biologi fokuserer for det meste på levende cellesyntese af organiske molekyler gennem omvendt genetik.

"Sjældent ser vi den levende cellesyntese af uorganiske funktionelle materialer. Vores undersøgelse involverer ikke komplekse genetiske modifikationer; det opnår målsyntesen af ​​uorganiske fluorescerende nanomaterialer i cellulære organeller blot ved at regulere indholdet og fordelingen af ​​GSH i cellen. Dette behandler manglen i syntetisk biologi til syntese af uorganiske materialer."

Mens syntesen af ​​organiske materialer i celler fortsat er fremherskende inden for biosyntese, baner denne forskning uden tvivl vejen for syntesen af ​​uorganiske materialer i syntetisk biologi.

Professor Pang sagde:"Hver af vores fremskridt er et nyt udgangspunkt. Vi er overbeviste om, at vi i den nærmeste fremtid kan bruge cellesyntese til at producere nanolægemidler eller endda nanorobotter i specificerede organeller. Desuden kan vi transformere celler til superceller, sætter dem i stand til at gøre utænkelige ting."

Flere oplysninger: Yusi Hu et al., In-situ syntese af kvanteprikker i kernen af ​​levende celler, National Science Review (2024). DOI:10.1093/nsr/nwae021

Leveret af Science China Press