物理科技生物学-PHYICA

科学家探索人造拉米瑞兹细胞器的创造

纳米技术 2021-09-19 13:20:53

通过基础科学研究所(a)Fe3 +离子触发膜融合在用儿茶酚(Cex)定制的外泌体(Cex)

形成金属 - 儿茶酚复合物的形成带来外泌体近距离接近并且使得融合在每个外出组中的不同反应物然后将其包封在一起,促进熔融外出体(Fex)内的混合和触发反应

(b)用于发电水的微流体装置-IN-油滴反应器在流动聚焦结处

两个水相(CEX和METAL SALT)与油流(1%表面活性剂PFPE-PEG中FC-40中的1%表面活性剂PFPE-PEG送入)以将液体分解为液滴

(c)未确认外泌体的平均尺寸(CEX-1:121±8 NM,Cex-2:123±5nm)和融合外来(FEX:265±14nm)

学分:基础科学细胞研究所有少量孤房,称为具有复杂生化反应的细胞器

[这些隔室具有多种酶,其共同执行重要的蜂窝功能

基础科学研究所(IBS,韩国)在基础科学研究所(IBS)中心的研究人员成功地模仿了这些纳米级空间创造“人造线粒体

”的隔间是在自然催化剂中公布的研究作为封面RTICLE

研究人员说明该技术可用于构建可以将ATP或其他有用的分子提供给受损或患病组织中的细胞的人造细胞器

这是通过重新编程的前索体实现的是小囊泡(直径〜120nm),细胞用于细胞间信号传递的细胞

研究人员使用微流体液滴反应器进行了实验,该反应器产生了与典型细胞相似尺寸的小液滴

(直径〜10μm)thE的研究人员旨在促进这些外来物体在液滴内的控制融合,同时防止不需要的融合

通过定制赋予儿茶酚的分子的外出表面来实现这一点,这是一种与金属离子形成配合物的螯合剂

这反过来又通过将儿茶酚连接到靶细胞标志物的抗体上来完成,例如CD9

儿茶酚的复合物性质,当它们与金属混合时,儿茶酚的复合物性能允许它们在外泌体之间驱动融合物诸如Fe3 +

膜融合的离子当表面上的儿茶醇与铁结合并使囊泡彼此靠近彼此

研究人员首先通过装载测试了该系统的有效性一种类型的exo含有Calcein-Co2 +的一些含有EDTA

当两个囊泡熔断器和内容物混合时,EDTA抓住CALCEIN的CO2 +,然后允许后者荧光

球队实现了它们在检测到荧光信号时取得成功,并且通过测量的外出直径的加倍进第七影院一步证实融合

(a)双酶GOX / HRP CEX融合到FEX的示意图

通过添加葡萄糖引发催化反应,通过有氧氧化产生H 2 O 2,然后用于将Amplex Rig氧化以产生超滤

(b)通过生物分析在熔融外泌体中产生的resorufin的代表性荧光光谱(fex-gox-hRP)在不同的时间点

纳米反应器与葡萄糖浓度的反应速率通过装配michaelis-menten方程来计算动力学常数

(c)Fex-gox-hrp之后的稳定性和完整性48 H后的细胞积分

底皮体(EEA1,红色)溶酶体(灯1,品红色)和Fex(绿色)显示

(d)Pearson相关系数(pcclysosome-fex)的曲线图洋红色(溶酶体)和绿色(FEX)荧光的时间值,以及红色(内体)和绿色(FEX)荧光

学分:基础科学研究所这些定制的外来体用不同的反应物和酶预加载将它们转化为仿生纳米工厂

这允许它们产生高值BIOM通过使用常规实验室试管不可能的空间限制方式进行所需的生物催化转变

该团队通过将葡萄糖氧化酶(GOX)和辣根过氧化物酶(HRP)封装在外泌体内

GOX首先将葡萄糖转化为葡萄糖酸和过氧化氢

HRP又使用第一反应中产生的过氧化氢,以将AMPLEX RED氧化至荧光产品,Resorufin

研究人员甚至能够通过加入第三酶,将乳糖转化为葡萄糖的半乳糖苷酶进一步进一步,进入混合物

(a)人造o组装用于能量发电

ATP合酶被重构成Cex-Gox,Bo3氧化酶被重构成Cex-HRP

融合两种CEX并渗透到球状体中

(b)pH( - Δph)的降低(-Δph)vs

不同外出的葡萄糖浓度

稠合的外泌体显示出更大程度的pH降低

(c)在不同条件下FEX-1摄取后的ATP生产

(d)人造细胞器能够深入地渗透到球状体中

顶部行显示FEX-1(用罗丹明B标记为红色),虽然底行显示出球体内的游离HRP酶

(e)在葡萄糖和dtt下对FEX-1进行的总体ROS水平降低

学分:基础科学研究所接下来,研究人员正常知道这些迷你反应器可以被抑制并由细胞内部化

衍生自人乳腺组织的细胞与稠合的外纳米反应器加入,并在接下来的48小时内进行内化使用各种标记和共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)观察

发现细胞主要通过内吞作用来吸收这些定制的外来体,以及多种其他机制

它们进一步测试了GOX-HRP在细胞中的两种酶系统,发现融合外来渗透物也能够成功制造荧光产品,即使在细胞内部也会

掌握了这种知识,该团队寻求创造能够在细胞内产生能量的功能性人工线粒体,以实现这一点,分别将ATP合酶和BO3氧化酶分别重构成含有GOX和HRP的早期外泌体

这些外来物又融合以产生可以使用葡萄糖和二硫醇(DTHTT)产生ATP的纳米反应器

发现熔融外出体能够深入渗透到固体的核心部分中球形组织并在其缺氧环境中产生ATP

这些简单的细胞器的活动是ACC通过显着的反应性氧物质(ROS)产生

相反,游离酶在这些紧密填充的细胞球体内部不能穿透

“在一起,我们的结果突出了潜在的潜力这些外来作为纳米反应器调节球体内部细胞的代谢活性,并且在缺氧由于缺氧引起的细胞损伤,“Cho Yoon-kyoung,该研究的相应作者

希望进一步研究人造细胞器将在诸如疾病诊断和治疗,生物技术,医学和环境中的各种领域提出新的范式

来源:由phyica.com整理转载自PH,转载请保留出处和链接!

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