唐睿康告诉记者,他的这个课题灵感来自日常所见的鸡蛋,鸡蛋壳是一个典型的生物矿化的例子,它的特殊之处在于细胞外还有一层薄薄的硬壳保护。
早在一年半前,唐睿康便带领课题组研究如何给细胞穿上人工的外衣。如今,这个实验已经成功。
唐睿康以酵母细胞为模型,把表面涂有聚丙烯酸酯的酵母细胞放入富含磷酸钙的溶液,聚丙烯酸酯能充当诱导剂,促使溶液中的磷酸钙在细胞表面形成均匀的“外衣”。
唐睿康课题组还做了一个实验,常温下和纯水中普通的酵母菌一个月后的存活率为百分之二十,而穿上衣服“带壳“的酵母菌一个月后还有百分之八十五的存活率;另一个实验室是让酵母菌在“天敌”溶菌酶的作用下,正常的酵母细胞三个小时后的死亡率大于百分之八十,而“穿衣服”的酵母的死亡率只有百分之十五不到。
“‘穿衣’后的酵母细胞依然保持活性,并进入休眠状态,这样,即使在营养不良等不利环境下,它依然能保持长时间的活性。”唐睿康告诉记者,“穿衣服”简单,“脱衣服”也很简单,“通过弱酸或者超声波的作用,这层外衣就能轻易褪去,细胞则能恢复原来正常的状态和功能。”
同时,唐睿康还在这层“外衣”中掺杂了纳米磁性颗粒,通过显微镜可以看到,酵母能在磁场驱动下可以定点运动。
国际著名生物矿化专家Stephen Mann教授认为给细胞穿衣服的方法是一个有趣的创意,对细胞的保存和传输具有重要意义。
“我们的探索是敲开了一扇门,发展了给细胞‘穿衣服’的方法。目前这件衣服相当于一层‘麻布’,很粗糙。接下来,更多的科学家来当‘服装设计师’,研究给细胞穿什么样的衣服,赋予细胞更强的生命力和特定的功能。”唐睿康风趣地说。
唐睿康还表示,给细胞“穿衣服”的实际应用前景十分广大,“举个例子,我们可以给细胞装上一个‘壳’,把它们定向传输到需要部位然后再释放并激活这些细胞,这种方法可望发展为新的癌症治疗技术。”
据悉,该发明的相关论文《具有人工矿化外壳的酵母细胞:利用仿生矿化保护和修改活细胞》已发表在顶尖学术刊物《应用化学》(国际版)上。