美国约翰斯·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

该研究由美国约翰斯·霍普金斯大学林鼎昌、刘亚媛团队在Nature Nanotechnology上发表。背景方面，蛋白质晶体作为介孔材料具有高有序性和生物相容性，但传统体外合成存在纯化复杂、结晶控制难等问题。研究目的为开发基于哺乳动物活细胞的蛋白质晶体可控合成平台，利用计算设计的构建块在细胞内形成高孔隙率（约85%）立方晶格。结论显示，活细胞作为微反应器提供了持续构建块供应，实现晶体稳态生长。通过调控基因拷贝数可精确控制快、中、慢三种线性生长速率。结合HaloTag与正交点击化学（SPAAC、IEDDA、光触发及铜催化反应），构建了模块化客体材料装载平台，空间分辨率达约100纳米，可程序化固定多达4种不同材料并构建11层精密结构。程序化晶体在生理流体中展示顺序释放特性，负载生长因子的多层颗粒可诱导振荡Akt信号模式，展示了生物医学应用潜力。该工作为智能响应生物材料和药物递送系统提供了新范式。