人類細胞能像烏賊一樣變透明—新聞—科學網

2021-01-15 科學網

 

雌性乳光槍烏賊可以改變組織的透明度，以阻止具有攻擊性的雄性烏賊。圖片來源：Alamy

通過基因工程改造人類細胞，使其表達烏賊的透明蛋白，可能會使人類細胞的透明度改變，從而有一天可能會形成透明組織。

短期內，這種方法可能會幫助生物學家在顯微鏡下獲得更好的活體組織圖像。從長遠來看，或許可以隨心所欲地製造出透明的組織塊，甚至可以通過基因工程製造出能夠控制透明程度的有機體。

6月2日，美國加州大學歐文分校研究人員Alon Gorodetsky團隊在《自然—通訊》發表最新研究稱，他們首次在實驗室內成功將人類細胞可控、可逆地變成透明。

Alon Gorodetsky說：「這是一個瘋狂的、超前的想法。但當你看到烏賊這樣做時，你就會覺得這並不遙遠。」

許多頭足類動物不僅能改變皮膚的顏色，還能控制它們的透明度。例如，乳光槍烏賊基本上是透明的，但雄性烏賊體內的白色睪丸可以看到。雌性烏賊通過將透明組織變成白色，形成類似於雄性烏賊睪丸的白色條紋，以此來阻止具有攻擊性的雄性烏賊。

這個過程是在含有一種叫做反射蛋白的細胞層的幫助下做到的。當反射蛋白分子彼此分離時，大多數光會通過組織，進而變成透明。

但是，當這些蛋白質在細胞內聚集在一起時，它們的折射率（光穿過物質的速度）就會發生變化。蛋白質會散射更多的光，使細胞呈現白色。

Gorodetsky團隊選擇的是人類胚腎細胞，這是一種自然透明的細胞，並將其放在一個培養皿中進行基因改造，使其產生在乳光槍烏賊體內發現的反光蛋白。

通過改變胚腎細胞周圍液體的鹽度，可以使細胞內的反光蛋白聚集或分離。這改變了被細胞反射或穿過細胞的可見光的比例。

Gorodetsky表示，研究小組使用鹽度來控制反光蛋白的聚集，因為這是最簡單的方法，但在未來的應用中，還有很多其他的方法可以做到這一點。他的團隊也在研究一種類似的方法，製造可以改變透明度的人造材料。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-020-16151-6

 

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