西南科大:首次实现粘土矿物原始细胞间的化学信号通讯

23.03.2016  13:17

日前,我校固体废物处理与资源化教育部重点实验室粘土矿物与生命起源课题组与英国布里斯托大学原始生命研究中心Stephen Mann院士课题组开展的国际合作研究取得重大进展,在国际上首次实现了粘土矿物原始细胞间的化学信号通讯。该项研究成果“Chemical Signaling and Functional Activation in Colloidosome-Based Protocells”全文发表在Wiley出版社微钠尺度研究领域综合性期刊《Small》(DOI: 10.1002/smll.201600243,中国科学院JCR分区工程技术类一区TOP期刊,2014年影响因子8.36)。论文第一作者为粘土矿物与生命起源课题组孙仕勇博士。该项成果是我校近年来开展高水平国际科研合作的代表性成果之一,也是近年来我校开展广泛国际科技合作与交流成果体现之一。

 

生命起源是现代自然科学正在探索的重大科学问题之一,对现生微生物细胞结构与功能的模拟研究是探索生命起源与演化过程的有效途径之一。粘土矿物因其高比表面积、选择性吸附和催化活性等可能在原始生命形成过程中发挥关键作用,因而得到科学家的广泛关注。现有研究证实,粘土矿物具有催化氨基酸、多肽、蛋白质等关键生物分子的合成与富集功能。然而,粘土矿物在生物分子形成原始生命这一生命起源最复杂和最有决定意义阶段的作用,仍然是悬而未决的重大科学问题,国内外相关报道并不多见。

以甲基硅氧烷交联柱撑高铁蒙脱石为构筑单元,构建的粘土矿物原始细胞模型保留了粘土矿物的选择性吸附特性和过氧化物酶类催化功能。以葡萄糖分子为控制开关,二氧化硅原始细胞包埋的葡萄糖氧化酶催化生成的H 2 O 2 ,经传递触发粘土原始细胞膜的过氧化氢酶类反应,形成对温度响应的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)包覆的复合细胞膜,从而调控高铁蒙脱石膜自我催化的膜自主重塑性,进一步介导胞内碱性磷酸酶的去磷酸化反应,从而首次实现了原始细胞间的化学信号通讯。

该研究成果得到以下共同作者承担项目资助:国家重点基础研究发展计划(973计划)、国家自然科学基金重点项目(董发勤教授),国家留学基金委西部项目(孙仕勇)和欧洲科学理事会ERC高级资助项目(Stephen Mann)。(吴安辉 编辑)

文章全文链接: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201600243/full

科技日报》报道链接: http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2016-03/23/content_334526.htm?div=-1