霍普金斯大学林鼎昌/刘亚媛最新Nature Nanotechnology丨程序化合成介孔蛋白晶体

该研究围绕在活细胞内程序化合成介孔蛋白质晶体的难题展开。背景方面，传统体外合成蛋白晶体需繁琐纯化和优化，且控制性差；而活细胞内结晶虽有潜力，但其可控性未被充分开发。研究目的旨在建立一种基于哺乳动物活细胞的晶体合成平台，实现对晶体生长动力学的精确控制，并开发模块化方法固定多种功能材料。结论上，团队成功利用计算设计的蛋白质构建块在活细胞内形成高孔隙率立方晶格，并通过数学模型调控基因拷贝数实现线性生长速率控制。结合HaloTag与多种正交点击化学策略，实现了高达100纳米分辨率的空间图案化，可程序化固定多种客体材料并构建复杂多层结构。此外，该平台还展示了在生理环境中程序化释放负载分子的能力，并成功用于诱导设计性细胞信号模式，为生物催化、药物递送和精准医疗提供了新的技术范式。