美国化学学会 这些从细胞中分离出来的磁性蛋白质晶体被一种与铁结合的蓝色染料染色
信用:改编自纳米信2019，DOI: 10
1021/acs
纳米莱特
9b02266 如果科学家可以赋予活细胞磁性，他们也许可以利用外部磁场来操纵细胞活动
但是以前通过在细胞内产生含铁蛋白质来磁化细胞的尝试只能产生微弱的磁力
现在，研究人员在美国癌症学会的《纳米快报》上报道，他们已经改造了基因编码的蛋白质晶体，这种晶体能够产生比已经报道的更强数倍的磁力
磁遗传学的新领域寻求使用对磁场敏感的基因编码蛋白质来研究和操纵细胞
许多以前的方法都是以一种叫做铁蛋白的天然铁储存蛋白为特征，这种蛋白可以自我组装成一个容纳多达4500个铁原子的“笼子”
但是，即使有这么大的铁储存容量，细胞中的铁蛋白笼产生的磁力对于实际应用来说还是小了数百万倍
为了大幅度增加一个蛋白质组件能够储存的铁量，崔和他的同事们想把铁蛋白的铁结合能力和另一种叫做Inkabox-PAK4cat的蛋白质的自组装特性结合起来，这种蛋白质可以在细胞内形成巨大的纺锤形晶体
研究人员想知道他们是否可以在晶体的中空内部填充铁蛋白蛋白，以储存大量的铁，从而产生巨大的磁力
为了制造新的晶体，研究人员融合了编码铁蛋白和Inkabox-PAK4cat的基因，并在培养皿中的人类细胞中表达新的蛋白质
三天后，生成的晶体长约45微米(约为人类头发直径的一半)，不影响细胞存活
然后，研究人员打开细胞，分离出晶体，并加入铁，这使得他们能够用外部磁铁将晶体拉过来
每个晶体包含约50亿个铁原子，产生的磁力比单个铁蛋白笼强9个数量级
通过将预先装载铁的晶体引入活细胞，研究人员可以用磁铁移动细胞
然而，他们无法通过向已经在细胞中生长的晶体中添加铁来磁化细胞，可能是因为细胞中的铁水平太低了
研究人员说，这是一个需要进一步研究的领域
信用:美国化学学会
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