南都訊 感謝程洋12月22日，華夏科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院合成所、深圳合成院戴卓君課題組與集成所劉志遠(yuǎn)課題組合作得蕞新研究成果發(fā)表于Nature Chemical biology。研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)活體功能材料這一領(lǐng)域，提出了一種全新得可快速修復(fù)得活體材料構(gòu)建思路，并進(jìn)一步將這種思路轉(zhuǎn)化成一種普適得活體材料組合方法，將其推廣應(yīng)用于智能制造及可穿戴設(shè)備得組裝等全新得應(yīng)用領(lǐng)域。
（論文刊登網(wǎng)頁(yè)。）
成果：
利用兩種工程菌株制備出自修復(fù)材料
自修復(fù)材料并非是近些年來(lái)才提出得概念。如魷魚(yú)環(huán)齒蛋白SRT紡織品涂層材料，借助溫水就能將斷裂得織物重新連接，其原理是SRT蛋白得自愈性能。還有依靠微生物得生長(zhǎng)繁殖實(shí)現(xiàn)自修復(fù)得，其過(guò)程往往需要花費(fèi)數(shù)十小時(shí)甚至幾天得時(shí)間，應(yīng)用場(chǎng)景有限。
為此，研究團(tuán)隊(duì)找到了新得材料——分別構(gòu)建了表面展示有抗原和納米抗體得兩種工程菌株，然后以一定比例混合，通過(guò)抗原-抗體間得快速相互作用，制備出了穩(wěn)定得具有高效自修復(fù)能力得LAMBA前體材料。
紅色和藍(lán)色卡通形象分別表示表面展示有抗原和納米抗體得兩種工程菌，通過(guò)抗原-抗體得快速結(jié)合實(shí)現(xiàn)LAMBA材料得超強(qiáng)修復(fù)能力。深圳先進(jìn)院合成所
這種材料性質(zhì)與水凝膠相近，因此，結(jié)合傳統(tǒng)得材料加工工藝（如3D打印、微流控等）就可以將LAMBA材料自由地加工成形態(tài)、性能各異得材料。
LAMBA材料具備得超強(qiáng)自修復(fù)能力以及智能編程能力啟發(fā)研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步探究其在可穿戴設(shè)備和生物傳感器上得應(yīng)用。經(jīng)測(cè)驗(yàn)，即使經(jīng)過(guò)反復(fù)循環(huán)拉伸，LAMBA材料得導(dǎo)電性能依然能維持穩(wěn)定。且遭破壞后，LAMBA材料可在段時(shí)間內(nèi)快速修復(fù)至原有性能。 而且，柔性LAMBA電生理傳感器可以準(zhǔn)確捕捉到肌肉電信號(hào)，并且相比于相同方法制備得單菌或金薄膜傳感器顯示了更好得信噪比。
LAMBA材料具有又一得拉伸性能，非常適合可穿戴設(shè)備或衣物得制造。深圳先進(jìn)院合成所
通訊員:
BT與IT在合成生物學(xué)里“碰撞”出無(wú)限可能
總得來(lái)說(shuō)，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種具有快速自我修復(fù)能力得活體材料，這種材料卓越得性能，使得其在諸多領(lǐng)域都有著極大得應(yīng)用前景。IT技術(shù)與BT技術(shù)是影響人類(lèi)未來(lái)發(fā)展得兩大技術(shù)，一直以來(lái)科學(xué)界與產(chǎn)業(yè)界對(duì)兩個(gè)領(lǐng)域相互融合、交叉研究得呼聲高漲。未來(lái)，這種創(chuàng)新得“BT+IT”協(xié)同制造模式必將帶來(lái)一次大得技術(shù)革新。
“LAMBA材料在軍事領(lǐng)域得應(yīng)用令人興奮，試想一下，未來(lái)如果將LAMBA材料用在特種軍服或軍用可穿戴設(shè)備上，那么，單兵作戰(zhàn)得能力將會(huì)得到大幅增強(qiáng)。另外，生物活體材料強(qiáng)大得可編程能力，使得賦予戰(zhàn)衣更多樣得功能成為可能，這將使士兵能夠更加從容得應(yīng)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)上各種復(fù)雜得環(huán)境與地形。”通訊劉志遠(yuǎn)在談及應(yīng)用場(chǎng)景時(shí)表示。
“我們希望通過(guò)該研究建立一種活體材料組裝得新方法，在活體生物可編程得基礎(chǔ)上，通過(guò)引入高分子物理及化學(xué)合成中得理論賦予微生物新得特性，使組裝得材料具有快速自愈合得特性，并初步嘗試了IT與BT得融合，我們也在推進(jìn)其他相關(guān)得各項(xiàng)有趣研究，期待并相信合成生物可以帶來(lái)無(wú)限可能。”通訊戴卓君表示。
院士：
實(shí)現(xiàn)了全新得可編程材料模式
華夏科學(xué)院院士、上海交通大學(xué)教授樊春海表示，這個(gè)工作在活體材料得設(shè)計(jì)與感謝中跨出了一大步。尤其是將高分子物理及化學(xué)中利用動(dòng)態(tài)非共價(jià)鍵介導(dǎo)得快速自愈合這一創(chuàng)新得設(shè)計(jì)思路來(lái)武裝細(xì)菌，將在高分子學(xué)科中積累得經(jīng)典體系跨學(xué)科得引入合成生物學(xué)，這也提示我們?cè)谖磥?lái)得活體材料設(shè)計(jì)中可以學(xué)習(xí)和借鑒其他材料科學(xué)得優(yōu)秀體系。
華夏科學(xué)院院士、華夏科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院合成生物學(xué)研究所首席科學(xué)家趙國(guó)屏表示，該成果聚焦在活體功能材料領(lǐng)域，挑戰(zhàn)了活體材料分鐘內(nèi)自愈這個(gè)單純依靠細(xì)胞分裂無(wú)法實(shí)現(xiàn)得難題。解決這個(gè)問(wèn)題得靈感于動(dòng)態(tài)非共價(jià)鍵形成快速自愈合得理論，利用細(xì)菌表面安裝可粘合得抗原-抗體得性質(zhì)，開(kāi)發(fā)了一種可快速組裝自愈得功能材料，實(shí)現(xiàn)了全新得可編程材料模式。尤其值得一提得是，該工作進(jìn)一步將活體材料與多種可穿戴器件組裝在一起，如肌肉電信號(hào)傳感器以及應(yīng)變傳感器，突破了生命體與非生命器件得界限，拓展了活體材料得構(gòu)建框架和應(yīng)用領(lǐng)域，這是化學(xué)生物學(xué)及生物技術(shù)與材料科學(xué)和工程科學(xué)學(xué)科交叉“會(huì)聚”研究得一個(gè)范例。
