构筑具有仿生信号网络系统的原始细胞学术资讯

来源：X一MOL资讯

注：文末有本文科研思路分析

细胞是组成生物体的基本单元，模拟细胞的结构和功能，采用人工合成的功能模块设计并制造出与其组成或结构相似的仿生体系，有助于了解生命过程中的作用机制，可为设计和开发新型智能仿生系统提供新途径。近日，湖南大学刘巧玲副教授和谭蔚泓院士团队巧妙地将DNA纳米技术与仿生囊泡相结合，构筑具有人工信号网络系统的原始细胞模型用于智能响应外界环境的变化。

DNA分子作为生命体重要的遗传物质，不仅在调控生命行为等方面具有重要的意义，同时由于DNA具有可设计性和可操控性等特性，使得基于DNA的纳米结构组装体被用于构建多种分子器件和功能化结构单元。在前期工作中，他们利用DNA纳米技术，通过DNA 链杂交和链置换反应在仿生囊泡表面实现了对DNA 纳米结构的组装与解组装的灵活操控，为在生物活性界面动态调控生物分子相互作用提供研究基础（J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 12410-12413）。在此基础上，该研究团队模拟细胞对外界环境的适应性，进一步利用DNA纳米技术在仿生囊泡表面构筑人工信号响应系统，获得可对外界环境变化进行响应和反馈的原始细胞模型。

该人工信号网络系统由DNAzyme和锚定在仿生囊泡表面的触发链组成信号系统的“识别单元”，在溶液中的发夹单体和酶组成信号系统的“响应单元”，通过对刺激分子的“识别”和“清除”来控制仿生囊泡表面DNA分子的组装状态，从而调控原始细胞模型对外界刺激的响应和反馈。该原始细胞模型可对特定的刺激分子进行响应和反馈调节，并且具有可重复响应的特点。此外，由于组成人工信号网络系统的功能模块全部由DNA分子组成，因此具有很强的可设计性和功能拓展性。该研究工作为模拟细胞与环境之间的信号识别和交流提供仿生研究平台，丰富了新型仿生系统的设计思路和方法。

这一成果近期发表在J. Am. Chem. Soc.上，文章的第一作者是湖南大学博士研究生刘慧。

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