National Science Review nyligen publicerad forskning om syntesen av kvantprickar (QDs) i kärnan av levande celler av Dr. Hu Yusi, docent Wang Zhi-Gang och professor Pang Dai-Wen från Nankai University.
Under studien av QDs-syntes i däggdjursceller fann man att behandlingen med glutation (GSH) förbättrade cellens reducerande kapacitet. De genererade QD:erna var inte jämnt fördelade i cellen utan koncentrerades till ett specifikt område.
Genom en serie experiment bekräftades det att detta område verkligen är cellkärnan. Dr Hu sa:"Detta är verkligen fantastiskt, nästan otroligt."
Dr Hu och hans mentor professor Pang försökte klargöra den molekylära mekanismen för kvantpricksyntes i cellkärnan. Det visade sig att GSH spelar en betydande roll. Det finns ett GSH-transportprotein, Bcl-2, på kärnan, som transporterar GSH in i kärnan i stora mängder, vilket förbättrar den reducerande förmågan inom kärnan, vilket främjar genereringen av Se-prekursorer.
Samtidigt kan GSH även exponera tiolgrupper på proteiner, vilket skapar förutsättningar för generering av Cd-prekursorer. Kombinationen av dessa faktorer möjliggör i slutändan den rikliga syntesen av kvantprickar i cellkärnan.
Professor Pang sade, "Detta är ett spännande resultat; detta arbete uppnår den exakta syntesen av QDs i levande celler på subcellulär nivå. Forskning inom området syntetisk biologi fokuserar mest på levande cellsyntes av organiska molekyler genom omvänd genetik.
"Sällan ser vi levande cellsyntes av oorganiska funktionella material. Vår studie involverar inte komplexa genetiska modifieringar; den uppnår målsyntesen av oorganiska fluorescerande nanomaterial i cellulära organeller helt enkelt genom att reglera innehållet och distributionen av GSH i cellen. Detta behandlar bristen i syntetisk biologi för syntes av oorganiska material."
Även om syntesen av organiska material i celler förblir dominerande inom biosyntesområdet, banar denna forskning utan tvekan vägen för syntesen av oorganiska material inom syntetisk biologi.
Professor Pang sa:"Var och en av våra framsteg är en ny utgångspunkt. Vi är övertygade om att vi inom en snar framtid kan använda cellsyntes för att producera nanodroger, eller till och med nanorobotar i specificerade organeller. Dessutom kan vi omvandla celler till superceller, gör det möjligt för dem att göra ofattbara saker."
Mer information: Yusi Hu et al, In-situ syntes av kvantprickar i kärnan av levande celler, National Science Review (2024). DOI:10.1093/nsr/nwae021
Tillhandahålls av Science China Press
