加州伯克利——加州大学伯克利分校的科学家从神经细胞中提取蛋白质，并用它们创造出一种对环境极其敏感的“智能”材料。这种材料科学和生物学的结合可能会产188金宝搏bet官网生一种灵活、敏感的涂层，这种涂层容易且廉价，可以大量生产。

这项研究发表在杂志上自然通讯研究人员说，这可能会导致新型生物传感器、流量阀和可控药物释放系统的出现。生物医学应用包括微流体设备，它可以处理和处理非常小体积的液体，如唾液或血液样本，用于诊断。

“这项工作代表了仿生材料、生物分子工程和合成生物学领域的独特融合，”首席研究员、加州大学伯克利分校生物工程教授桑杰·库马尔博士说。188金宝搏bet官网“我们创造了一种新的智能、基于蛋白质的材料，其结构原理受到活细胞中发现的网络的启发。”188金宝搏bet官网

库马尔的研究团队着手创造一种合成涂层的生物版本，用于日常液体产品，如油漆和液体化妆品，以防止小颗粒聚集在一起。合成涂料通常被称为聚合物刷，因为当附着在颗粒表面时，它们的鬃毛状外观。

为了制造生物学上的聚合物刷子，研究人员转向神经纤维，神经细胞中发现的管状清洁器形状的蛋白质。通过充当微小的圆柱形聚合物刷子，神经丝聚集成一个结构网络，帮助保持神经细胞的一端打开，以便它可以传递电信号。

库马尔说:“我们选择了这种蛋白质，通过克隆一段编码神经丝刷毛的基因，把它变成一种聚合物刷子，重新设计它，这样我们就可以以精确和定向的方式将得到的蛋白质附着在表面，然后在细菌中表达该基因，以大量、纯量地生产蛋白质。”“我们展示了我们的‘蛋白质刷’具有合成刷的所有关键性能，还有一些优点。”

库马尔指出，神经纤维是蛋白质刷的很好的候选者，因为它们本质上是无序的蛋白质，之所以这样命名是因为它们没有固定的3d形状。与人工合成的蛋白质相比，这些毛发状蛋白质的大小和化学序列更容易控制。

“在生物学中，精确度是至关重要的，”库马尔说。“蛋白质通常每次都以完全相同的顺序合成;蛋白质序列的长度和生化顺序影响其所有特性，包括结构和与其他分子结合的能力以及催化生化反应的能力。这种序列精度是很难的，如果不是不可能，在实验室中使用化学合成的工具。通过利用生物学的精确性，让细菌细胞为我们完成所有的工作，我们能够控制蛋白质刷毛的确切长度和顺序。”

研究人员表明，蛋白质刷可以嫁接到表面上，它们会随着酸度和盐度的变化而急剧膨胀和塌陷。188金宝搏bet官网这种对环境敏感的材料通常被称为“智能”材料，因为它们能够对特定的刺激做出适应性反应。

这篇论文的其他合著者是Nithya Srinivasan、Maniraj Bhagawati和Badriprasad Ananthanarayanan，他们都是库马尔实验室的博士后。

这项工作得到了陆军研究办公室为科学家和工程师颁发的总统早期职业奖和海尔曼学院基金奖的支持，这两个奖项都授予了库马尔。