鱿鱼和章鱼是伪装大师，它们融入环境以躲避捕食者或惊吓猎物。这些头足类动物如何变得可逆透明的某些方面仍然“不清楚”，这主要是因为研究人员无法在实验室中培养头足类动物的皮肤细胞。然而，今天，研究人员报告说，他们已经在可以培养的哺乳动物细胞中复制了一些乌贼皮肤细胞的可调透明度。这项工作不仅可以阐明基本的鱿鱼生物学，还可以为许多细胞类型的成像提供更好的方法。
研究人员将在化学学会 (ACS) 的春季会议上展示他们的研究结果。ACS 2023 年春季会议是一场混合会议，将于 3 月 26 日至 30 日以虚拟方式和现场方式举行，会上有超过 10,000 场关于广泛科学主题的演讲。
多年来，Alon Gorodetsky 博士和他的研究小组一直致力于研究受鱿鱼启发的材料。在过去的工作中，他们开发了“隐形贴纸”，它由粘附在胶带上的细菌产生的鱿鱼反射蛋白组成。“然后，我们有了这个疯狂的想法，看看我们是否能够捕捉到乌贼皮肤组织改变人类细胞培养透明度的能力的某些方面，”该项目的首席研究员戈罗德茨基说。
加州大学尔湾分校的团队将他们的努力集中在称为白细胞的头足类动物细胞上，白细胞具有由散射光的反射蛋白组成的颗粒状纳米结构。通常，反射蛋白聚集在一起形成纳米粒子，因此光不会被吸收或直接传输;相反，光线从它们身上散射或反射，使白细胞呈现亮白色。
“我们希望对哺乳动物细胞进行工程改造，使其能够稳定地而非暂时地形成反射纳米结构，这样我们就可以更好地控制光的散射，”Gorodetsky 说。那是因为如果细胞允许光通过而几乎没有散射，它们看起来会更透明。或者，通过散射更多的光，细胞将变得不透明并且更加明显。“然后，在细胞水平，甚至培养水平，我们认为我们可以预测地改变细胞相对于周围环境或背景的透明度，”他说。
为了改变光与培养细胞的相互作用方式，Gorodetsky 实验室的研究生 Georgii Bogdanov 介绍了研究结果，他将编码反射蛋白的鱿鱼衍生基因引入人体细胞，然后利用 DNA 产生这种蛋白质。“我们实验的一个关键进展是让细胞稳定地产生反射素并形成具有相对高折射率的光散射纳米结构，这也使我们能够更好地在三个维度上对细胞成像，”Bogdanov 说。
在实验中，该团队向细胞的培养基中添加了盐，并观察到反射蛋白聚集在一起形成纳米结构。通过系统地增加盐浓度，Bogdanov 获得了纳米结构特性的详细延时 3D 图像。随着纳米粒子变大，从细胞反射的光量增加，从而调整它们的不透明度。
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