生物膜、贝壳、骨骼组织等天然生物系统,能根据环境信号形成多功能、多尺度的生物与非生物成分集合体,比如骨骼,就是由矿物质、活细胞及其他物质组成的矩阵。3月23日出版的《自然·材料》杂志介绍了美国麻省理工大学工程师的最新成果,他们受这些天然材料的启发,合成出包含生物成分和非生物成分的活性生物材料。其中的活细胞能对环境起反应,产生复杂的生物分子,非生物材料能导电或发光。

  据物理学家组织网报道,研究人员通过给细胞编程,“诱骗”细菌细胞产生生物膜,这种生物膜能和金纳米粒子、量子点结合在一起。实验所用的细菌是大肠杆菌。这种细菌能产生生物膜,生物膜中含有一种叫做
“螺旋纤维”的淀粉蛋白,帮大肠杆菌附着在物体表面。每根淀粉纤维都是由相同的亚单位CsgA不断重复构成的蛋白链,CsgA上还可以附加肽(蛋白质片段),这些肽能捕捉非生物材料,如金纳米粒子。

  研究人员利用诱导基因线路和细胞通讯线路,让细菌能在特定条件下产生不同类型的螺旋纤维,控制生物膜的性质,造出金纳米线、传导生物膜、量子点生物膜、具有量子力学性质的微晶体等。