科學(xué)家發(fā)現(xiàn)光可以調(diào)節(jié)藻細(xì)胞對(duì)壁面的吸附能力

Adhesion of Chlamydomonasmicroalgae to surfaces is switchable by light. NaturePhysics, 2017

來自德國(guó)的馬·普動(dòng)力學(xué)與自組織系統(tǒng)研究所科學(xué)家發(fā)現(xiàn)微藻附壁的現(xiàn)象可以通過光進(jìn)行控制。實(shí)驗(yàn)表明在白光條件下,衣藻表現(xiàn)出對(duì)壁面強(qiáng)烈的吸附力。在紅光條件下,藻細(xì)胞幾乎不吸附在物體表面。長(zhǎng)久以來大家都知道微藻具有趨光性,但卻不知道藻細(xì)胞對(duì)壁面的貼附機(jī)制可以用光進(jìn)行控制。

Adhesion of Chlamydomonasmicroalgae to surfaces is switchable by light. NaturePhysics, 2017
Adhesion of Chlamydomonasmicroalgae to surfaces is switchable by light. NaturePhysics, 2017
檢測(cè)衣藻對(duì)壁面吸附力的裝置
檢測(cè)衣藻對(duì)壁面吸附力的裝置
檢測(cè)吸附力的原理示意圖
檢測(cè)吸附力的原理示意圖

通過進(jìn)一步的研究,發(fā)現(xiàn)衣藻在藍(lán)光條件下,會(huì)強(qiáng)烈的吸附于壁面。微藻使用特定光敏感蛋白來感知光線,這種“光調(diào)節(jié)開關(guān)”對(duì)壁面的吸附機(jī)制可能是微藻進(jìn)化的產(chǎn)物。不同于海洋微藻,衣藻很多生活在潮濕的泥土中,被泥土表面掩蓋,如果這些泥土表面受到陽光照射,這藻細(xì)胞會(huì)開啟對(duì)壁面吸附的機(jī)制,藻細(xì)胞會(huì)緊緊貼在這些泥土表面,獲得光照,進(jìn)行光合作用。

不同波長(zhǎng)光下藻細(xì)胞表現(xiàn)出來的吸附力(基本上波長(zhǎng)越短,吸附力越強(qiáng)
不同波長(zhǎng)光下藻細(xì)胞表現(xiàn)出來的吸附力(基本上波長(zhǎng)越短,吸附力越強(qiáng)

 

光開-關(guān)控制藻細(xì)胞的對(duì)壁面的吸附
光開-關(guān)控制藻細(xì)胞的對(duì)壁面的吸附

這些結(jié)果并不能為藻細(xì)胞不貼壁的問題(微藻貼壁會(huì)造成光線無法進(jìn)入到培養(yǎng)液中)提供解決方案,因?yàn)槲⒃暹€需要部分藍(lán)光來進(jìn)行光合作用??茖W(xué)家正在尋找出是藻細(xì)胞內(nèi)的那一個(gè)藍(lán)光感知元件(光敏性蛋白)觸發(fā)了細(xì)胞啟動(dòng)吸附能力,如果我們能對(duì)此元件進(jìn)行修飾,或許可能解決藻細(xì)胞貼壁的問題。

為什么要研究綠藻的吸附機(jī)制。研究團(tuán)隊(duì)表示“對(duì)于微小的細(xì)胞而言,這種吸附力太大了,我們對(duì)這種現(xiàn)象非常感興趣,同時(shí)藻細(xì)胞鞭毛的構(gòu)成原理與人體內(nèi)肺部纖維的組成方式非常相似”

該團(tuán)隊(duì)同時(shí)對(duì)解決微藻養(yǎng)殖過程中藻膜的形成非常感興趣,正在研究是否可以通過除光調(diào)節(jié)外的其他方式進(jìn)行解決,例如在反應(yīng)器表面引入弱電荷。在很多應(yīng)用中生物膜是一個(gè)很麻煩的問題,假如我們可以阻止微生物貼壁并避免形成生物膜,這將在醫(yī)藥、生物技術(shù)和化學(xué)工程等各方面產(chǎn)生重要的應(yīng)用價(jià)值。

 

本文轉(zhuǎn)自公眾號(hào)微藻技術(shù)與產(chǎn)業(yè)?https://mp.weixin.qq.com/s/MPWhII2F68yrlrMlapMDxQ

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