编程细胞凝聚物用于生物材料,使用本质上是无序的蛋白质显示平台

科学领域:

• 合成生物学 合成生物学
• 生物材料工程 生物材料工程
• 蛋白质工程是指蛋白质工程.

背景情况:

• 自组织对于复杂的生物结构至关重要,但在合成系统中具有挑战性.
• 内在无序的蛋白质 (IDP) 缺乏稳定的结构,是细胞自我组织的关键.
• 工程可控制的多细胞材料需要精确控制细胞与细胞的相互作用.

研究的目的:

• 提供一个可通用的平台,用于对大肠杆菌的高密度IDPs的显示.
• 使用IDP设计可编程,自我组织的生物材料.
• 为了证明对细胞凝聚物形成和宏观材料特性的动态控制.

主要方法:

• 开发了使用CsgF作为E. coli表面显示的支架的内在无序蛋白质显示平台 (iDP^2).
• 在细菌表面上缺乏稳定的三级结构的融合和呈现的IDP域.
• 编程具有直角IDP的细胞以实现序列特异性分离并形成动态细胞凝聚物.
• 研究的环境暗示 (离子强度,温度) 对凝聚液聚合状态的影响.
• 通过挤出处理的冷凝物产生宏观细丝.

主要成果:

• 在大肠杆菌上成功显示高密度的IDP,有利于无序序列.
• 证明具有相分离倾向的IDP驱动动动态细胞凝结物形成.
• 使用直角的IDP实现了混合细胞群体的序列特异分离,创造了空间有组织的生物组件.
• 通过环境线索展示了凝结物聚合状态的动态调整性,可从IDP相位行为中预测.
• 从冷凝物中生成宏观纤维,保持结构完整性和人口隔离.

结论:

• 该iDP^2平台提供了一个可编程的框架,用于控制细胞与细胞的相互作用和工程生物材料.
• 这种方法可以设计具有可定制性质的适应性,自我组织的生物系统.
• 无序的蛋白质图案是创建响应和多细胞工程生物系统的多功能工具.