他们先让细菌细胞丧失自然产生CsgA的能力,然后用一种只能在特定条件下,比如在有AHL分子的条件下,才能产生CsgA的转基因线路来代替,这样调节细胞环境中的AHL数量就能控制螺旋纤维的产生。

  然后,他们改变大肠杆菌细胞,让它们能在有aTc分子时产生附加了肽的CsgA,这些肽构成了组氨酸。这两种转基因细胞能在一个群体中生长,改变AHL
和aTc数量,就能控制生物膜的组成成分。两种分子同时存在时,生物膜中包含了加组氨酸和不加组氨酸的CsgA链两种成分。如果加入金纳米粒子,附加组氨酸就能“抓住”它们,形成一行行的金纳米线和能导电的网络。

  要在螺旋纤维中添加量子点,研究人员会改变细胞,让它们能产生附有SpyTag的螺旋纤维,而在量子点上涂一层SpyCatcher(SpyTag伴侣),它们就会结合在一起。这些细胞还能和产生组氨酸纤维的细菌一起生长,这样材料中就能同时含有量子点和金纳米粒子。

  研究人员指出,目前这种“活材料”只是简单示范。它们在未来能源领域有着广泛应用,如蓄电池、太阳能电池,还能给生物膜涂上一层酶,催化分解纤维素,把农业废弃物转变为生物燃料,其他潜在应用还有诊疗设备、组织工程支架等。