陈格飞和齐兴梅的AFM研究,揭示蜘蛛丝淀粉样纳米纤维的秘密。

2024-02-25 生活常识 关注公众号
    探索生命起源的淀粉样蛋白世界假说揭示了一个惊人的理论:在地球生命的黎明时期,一种名为淀粉样蛋白纤维的独特小蛋白结构扮演了关键角色,它具备抵抗恶劣环境的能力,并作为最早能够自我复制和进化的分子。这些直径仅为10纳米的淀粉样纳米纤维具有高度有序性,尽管它们与诸如阿尔茨海默病、帕金森病等人类疾病有关,但在自然界的某些角落,也发现了不少具有生理功能且无害的非病理性的淀粉样纳米纤维实例。
卡罗林斯卡医学院陈格飞/苏州大学齐兴梅AFM:揭示蜘蛛丝中淀粉样纳米纤维的秘密    最近,卡罗林斯卡医学院(瑞典斯德哥尔摩)的陈格飞教授团队及苏州大学齐兴梅教授的研究小组取得了一项突破性发现。他们揭示了蜘蛛丝蛋白通过一个非晶核依赖的聚合途径迅速形成类淀粉样纳米纤维,这与传统淀粉样蛋白通过晶核依赖路径形成的、具有强细胞毒性的过程截然不同。研究进一步指出,蜘蛛利用其蛋白质中一个保守的球形间隔区域进行结构转换,从而制造出坚固而性能卓越的蛛丝纤维。
卡罗林斯卡医学院陈格飞/苏州大学齐兴梅AFM:揭示蜘蛛丝中淀粉样纳米纤维的秘密    这一发现不仅革新了我们对淀粉样蛋白的认知,还为提高人造蜘蛛丝材料以及其他功能性材料的机械强度提供了新思路。尽管从蜘蛛直接收集丝较为困难,但科学家们已经转向利用重组DNA技术在微生物和植物中生产这种蛋白质。然而,目前人造纤维的机械强度仍低于天然蜘蛛丝。而上述研究成果中提到的特殊间隔区域,则可能成为提升重组蜘蛛丝状纤维性能的关键因素。
卡罗林斯卡医学院陈格飞/苏州大学齐兴梅AFM:揭示蜘蛛丝中淀粉样纳米纤维的秘密    简而言之,这项研究强调了蜘蛛运用独特策略创造出机械性能超凡的蛛丝,并揭示了淀粉样蛋白在生命起源以及现代科技应用中的潜在价值。同时,这也预示着未来科研人员有望通过模拟蜘蛛丝蛋白组装机制,开发出新型高性能生物材料的可能性。

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