新生物傳感器創(chuàng)建芯片上的“感覺器官”

美國康奈爾大學工程學院開發(fā)出一種能模擬細胞膜的特性并提供電子讀數(shù)的合成生物傳感器。該研究近日發(fā)表在美國化學會《ACS合成生物學》雜志上，其有助于更好地了解細胞生物學、開發(fā)新藥以及在芯片上創(chuàng)建“感覺器官”。 ||vQW\g  
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細胞膜內(nèi)的蛋白質是細胞功能的“守門人”，具有許多重要功能，包括與環(huán)境交流、催化化學反應以及跨膜移動化合物和離子。當膜蛋白受體被激活時，帶電離子穿過膜通道，觸發(fā)細胞功能。例如，當來自神經(jīng)的信號指示帶電的鈣離子通道打開時，大腦神經(jīng)元或肌肉細胞就會放電。 p!w}hB598  
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該研究使用合成生物學方法重建細胞膜及其嵌入的蛋白質，創(chuàng)造了一種生物傳感器。它以一種柔軟且易于使用的導電聚合物為起點，在支撐物之上充當電路并由計算機監(jiān)控。形成膜的一層脂質分子位于聚合物的頂部，目標蛋白質位于脂質內(nèi)。這個導電傳感平臺可以在蛋白質被激活時進行電子讀數(shù)，能夠測試分子是否以及如何與細胞膜中的蛋白質發(fā)生反應。 $N`uM  
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在概念驗證研究中，研究人員創(chuàng)建的無細胞傳感平臺將模型蛋白質直接合成到人造膜中。由于傳感器的組件是透明的，研究人員可使用光學技術，例如在激活時發(fā)出熒光的工程蛋白質，通過顯微鏡研究基本原理，并觀察細胞過程中的蛋白質本身發(fā)生了什么。他們還可記錄電子活動，通過巧妙的電路設計了解蛋白質的功能。 !B\[Q$  
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研究人員稱，這是利用跨膜蛋白的無細胞合成生物傳感器的第一個范例。他們將不必在細胞中生長蛋白質，然后再將它們嵌入膜平臺。相反，他們可直接從DNA進行合成。 dwt<s[k  
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有了這樣的系統(tǒng)，對與疾病有關的特定蛋白質感興趣的藥物化學家，可以將潛在的治療分子流過該蛋白質以觀察它的反應；希望創(chuàng)建環(huán)境傳感器的科學家也可在平臺上放置敏感蛋白質，對化學物質或污染物進行檢測。 hhvP*a_J  

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