论文标题：Cephalopod-inspired optical engineering of human cells

期刊：Nature Communications

作者：Atrouli Chatterjee, Juana Alejandra Cerna Sanchez et al.

发表时间：2020/06/02

DOI：10.1038/s41467-020-16151-6

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本周《自然-通讯》发表的一篇论文Cephalopod-inspired optical engineering of human cells报告了在实验室实验中能够变透明的人类细胞。

许多头足类动物能够改变其皮肤传播、吸收和反射光的方式，实现伪装的目的。雌性乳光枪乌贼（Doryteuthis opalescens）也通过这种机制，将外套膜从近乎透明的颜色变成白色，以此躲避攻击。不论是哪种情况，这个过程都是通过一系列白色素细胞控制的，白色素细胞包含的反光蛋白质能够改变细胞的光学性质。

美国加州大学欧文分校的Alon Gorodetsky及同事受头足类动物的适应性皮肤细胞的启示，着手设计并改造了人类细胞，使之能够有控制地、可逆地变为透明色。作者选择的是人类胚肾细胞，通过改造使它们表达乳光枪乌贼外套膜中的反光蛋白质A1。之后，他们研究了表达该蛋白是否影响人类胚肾细胞与光的互作，以及这些性质是否可控。他们在实验室实验中使用不同浓度的氯化钠溶液，改变了工程细胞的透明度。

生物启发和可逆地改造人类细胞中的光学性质的概述图 | credit: Gorodetsky et al.

作者总结表示，他们的发现或能通过更加清晰地成像活细胞和活组织内部发生的过程，加深对于各种生物系统的理解。

摘要：

Although many animals have evolved intrinsic transparency for the purpose of concealment, the development of dynamic, that is, controllable and reversible, transparency for living human cells and tissues has remained elusive to date. Here, by drawing inspiration from the structures and functionalities of adaptive cephalopod skin cells, we design and engineer human cells that contain reconfigurable protein-based photonic architectures and, as a result, possess tunable transparency-changing and light-scattering capabilities. Our findings may lead to the development of unique biophotonic tools for applications in materials science and bioengineering and may also facilitate an improved understanding of a wide range of biological systems.

（来源：科学网）