雌性乳光枪乌贼可以改变组织的透明度,以阻止具有攻击性的雄性乌贼。图片来源:Alamy
通过基因工程改造人类细胞,使其表达乌贼的透明蛋白,可能会使人类细胞的透明度改变,从而有一天可能会形成透明组织。
短期内,这种方法可能会帮助生物学家在显微镜下获得更好的活体组织图像。从长远来看,或许可以随心所欲地制造出透明的组织块,甚至可以通过基因工程制造出能够控制透明程度的有机体。
6月2日,美国加州大学欧文分校研究人员Alon Gorodetsky团队在《自然—通讯》发表最新研究称,他们首次在实验室内成功将人类细胞可控、可逆地变成透明。
Alon Gorodetsky说:“这是一个疯狂的、超前的想法。但当你看到乌贼这样做时,你就会觉得这并不遥远。”
许多头足类动物不仅能改变皮肤的颜色,还能控制它们的透明度。例如,乳光枪乌贼基本上是透明的,但雄性乌贼体内的白色睾丸可以看到。雌性乌贼通过将透明组织变成白色,形成类似于雄性乌贼睾丸的白色条纹,以此来阻止具有攻击性的雄性乌贼。
这个过程是在含有一种叫做反射蛋白的细胞层的帮助下做到的。当反射蛋白分子彼此分离时,大多数光会通过组织,进而变成透明。
但是,当这些蛋白质在细胞内聚集在一起时,它们的折射率(光穿过物质的速度)就会发生变化。蛋白质会散射更多的光,使细胞呈现白色。
Gorodetsky团队选择的是人类胚肾细胞,这是一种自然透明的细胞,并将其放在一个培养皿中进行基因改造,使其产生在乳光枪乌贼体内发现的反光蛋白。
通过改变胚肾细胞周围液体的盐度,可以使细胞内的反光蛋白聚集或分离。这改变了被细胞反射或穿过细胞的可见光的比例。
Gorodetsky表示,研究小组使用盐度来控制反光蛋白的聚集,因为这是最简单的方法,但在未来的应用中,还有很多其他的方法可以做到这一点。他的团队也在研究一种类似的方法,制造可以改变透明度的人造材料。
相关论文信息:http://doi.org/10.1038/s41467-020-16151-6
版权声明:凡本网注明“来源:明升官网明升体育app报、明升手机版(明升官网)、明升体育app手机版杂志”的所有作品,网站转载,请在正文上方注明来源和作者,且不得对内容作实质性改动;微信公众号、明升头条号等新媒体平台,转载请联系授权。邮箱:shouquan@stimes.cn。