在活细胞内成功合成量子点

最近发表在《国家科学评论》杂志上的一项研究展示了活细胞核中量子点(QD)的合成。该研究由南开大学胡玉思博士、王志刚副教授和庞代文教授主持。

在对哺乳动物细胞中量子点合成的研究中，发现谷胱甘肽(GSH)处理增强了细胞的还原能力。生成的量子点并非均匀分布在细胞内，而是集中在特定区域。通过一系列的实验，证实这个区域确实是细胞核(如图)。胡博士说：“这真是太神奇了，几乎令人难以置信。”

胡博士和他的导师庞教授试图阐明细胞核中量子点合成的分子机制。结果发现，GSH 发挥着重要作用。细胞核上有一种GSH转运蛋白Bcl-2，它将GSH大量转运到细胞核内，增强细胞核内的还原能力，促进Se前体的生成。同时，GSH还可以暴露蛋白质上的硫醇基团，为Cd前体的产生创造条件。这些因素的结合最终使得量子点能够在细胞核中大量合成。

庞教授表示：“这是一个令人兴奋的结果;这项工作实现了亚细胞水平上活细胞中量子点的精确合成。”他继续说道：“合成生物学领域的研究主要集中在通过反向遗传学活细胞合成有机分子。我们很少看到无机功能材料的活细胞合成。我们的研究不涉及复杂的基因改造;它只需调节细胞内GSH的含量和分布，即可实现细胞器内无机荧光纳米材料的靶向合成。这解决了合成生物学在无机材料合成方面的缺陷。”

虽然细胞内有机材料的合成在生物合成领域仍然占据主导地位，但这项研究无疑为合成生物学中无机材料的合成铺平了道路。庞教授表示：“我们的每一次进步都是一个新的起点。我们坚信，在不久的将来，我们可以利用细胞合成来生产纳米药物，甚至是特定细胞器中的纳米机器人。此外，我们可以将细胞转变为超级细胞，使它们能够做一些难以想象的事情。”

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