Sculpting and fusing biomimetic vesicle networks using optical tweezers.
Sculpting and fusing biomimetic vesicle networks using optical tweezers.
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DOI：
10.1038/s41467-018-04282-w
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发表时间：
2018-05-14
影响因子：
16.6
通讯作者：
Elani Y
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Bolognesi G;Friddin MS;Salehi-Reyhani A;Barlow NE;Brooks NJ;Ces O;Elani Y
构建高阶囊泡组件具有跨学科的潜力，从响应性软物质材料到合成生物学中的人工细胞网络。这种潜力最终来自于对太空中的化学物种进行划分和排序的能力。要解锁这类应用，必须控制小泡相互之间的空间组织，并开发将货物运送到隔间的技术。在这里，我们使用光钳来组装、重新配置和分解细胞大小的囊泡网络，在不同的实验场景中，我们设计出了几个有趣的特性。囊泡通过静电控制的粘合形成的双层结连接起来。化学上不同的囊泡通过轴突样的绳索连接在从几纳米到数百微米的长度尺度上。在前一种方法中，含有蛋白质和纳米颗粒的图案化膜促进了隔室之间的物质交换，并使激光触发的囊泡合并成为可能。这允许我们混合和稀释内容物，并通过传递生物分子反应组件来启动蛋白质表达。高阶人工囊泡的组装可以开启新的应用。在这里，作者使用光镊子来构建用户定义的化学上不同的囊泡的2D和3D结构，并演示囊泡之间的通信和光使能的间隔合并。
Constructing higher-order vesicle assemblies has discipline-spanning potential from responsive soft-matter materials to artificial cell networks in synthetic biology. This potential is ultimately derived from the ability to compartmentalise and order chemical species in space. To unlock such applications, spatial organisation of vesicles in relation to one another must be controlled, and techniques to deliver cargo to compartments developed. Herein, we use optical tweezers to assemble, reconfigure and dismantle networks of cell-sized vesicles that, in different experimental scenarios, we engineer to exhibit several interesting properties. Vesicles are connected through double-bilayer junctions formed via electrostatically controlled adhesion. Chemically distinct vesicles are linked across length scales, from several nanometres to hundreds of micrometres, by axon-like tethers. In the former regime, patterning membranes with proteins and nanoparticles facilitates material exchange between compartments and enables laser-triggered vesicle merging. This allows us to mix and dilute content, and to initiate protein expression by delivering biomolecular reaction components. Assembly of higher-order artificial vesicles can unlock new applications. Here, the authors use optical tweezers to construct user-defined 2D and 3D architectures of chemically distinct vesicles and demonstrate inter-vesicle communication and light-enabled compartment merging.
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影响因子：
--
作者：
Bayley H;Cronin B;Heron A;Holden MA;Hwang WL;Syeda R;Thompson J;Wallace M
通讯作者：
Wallace M
影响因子：
4.6
作者：
Elani Y;Trantidou T;Wylie D;Dekker L;Polizzi K;Law RV;Ces O
通讯作者：
Ces O
影响因子：
3.9
作者：
Egawa, H;Furusawa, K
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Furusawa, K
影响因子：
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作者：
Elani, Yuval;Law, Robert V.;Ces, Oscar
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Ces, Oscar
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9.9
作者：
Bahadori, Azra;Oddershede, Lene B.;Bendix, Poul M.
通讯作者：
Bendix, Poul M.