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综述

凝聚体及其在人造细胞领域中的应用

闫琳, 任永硕, 王雪靖, 穆韡, 韩晓军   

  1. 哈尔滨工业大学 城市水资源与水环境国家重点实验室 化工与化学学院 哈尔滨 150001
  • 发布日期:2020-08-11
  • 通讯作者: 韩晓军 E-mail:hanxiaojun@hit.edu.cn
  • 作者简介:闫琳,硕士研究生,2018年毕业于济南大学,获理学学士学位.2018年起于哈尔滨工业大学化工与化学学院攻读硕士学位.目前主要研究方向为凝聚体及其在人造细胞领域的应用;任永硕,博士研究生.2019年毕业于哈尔滨工业大学,获工学学士学位.2019年起于哈尔滨工业大学攻读博士学位.目前主要研究方向为人造细胞的磁控阵列的构建及基于磷脂合成的可持续生长分裂的人造细胞体系的研究;王雪靖,博士后.2019年毕业于哈尔滨工业大学,获得工学博士学位.研究方向为功能化磷脂囊泡及磷脂囊泡阵列的构建,以及磷脂囊泡在人造细胞领域的应用;穆韡,讲师,硕士生导师,哈尔滨工业大学化工与化学学院生物分子与化学工程系老师.先后主持承担国家自然科学基金项目等项目.迄今发表SCI文章20余篇,主要研究方向包括人造细胞、污染物监测与降解等;韩晓军,教授,博士生导师,英国皇家化学会会士,哈尔滨工业大学化工与化学学院生物分子与化学工程系主任.主持承担国家自然科学基金等基金项目20多项.迄今在Nat.Commun.;Adv.Mater.;J.Am.Chem.Soc.等刊物上发表SCI论文160多篇.目前主要研究方向包括人造细胞、药物控释等.
  • 基金资助:
    项目受到国家自然科学基金(Grant No.21773050,21929401),黑龙江省杰出青年科学基金(JC2018003)的资助.

Coacervate and its Application in the Field of Artificial Cells

Yan Lin, Ren Yongshuo, Wang Xuejing, Mu Wei, Han Xiaojun   

  1. State Key Laboratory of Urban Water Resource and Environment, School of Chemistry and Chemical Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001
  • Published:2020-08-11
  • Supported by:
    Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 21773050, 21929401), the Natural Science Foundation of Heilongjiang Province for Distinguished Young Scholars (JC2018003).

生命起源问题一直受到科研工作者的广泛关注,合成生物学家致力于一个较为简单且在原始地球条件下合理的隔室体系.凝聚体是聚合物间静电相互作用所产生的的相分离体系,是一种合理的原始细胞结构,广泛应用于人造细胞的构建.同时,目前很多研究发现这种凝聚体在细胞内构成多种亚细胞器结构,因此对于凝聚体作为人造细胞器的研究也开始兴起.本文详细综述了凝聚体的形成机理、特性和分类,并且针对凝聚体作为人造细胞器和人造细胞的研究进行了总结,归纳概括了该领域发展仍需解决的科学问题,并对该领域的发展进行了展望.

关键词: 凝聚体, 人造细胞, 液液相分离, 静电相互作用, 人造细胞器, 群体行为

The origin of life attracts more and more attentions of researchers. Synthetic biologists are devoting to construct a simple and rational system which can exist in primitive earth. Coacervate is a phase separation system which is formed by the interactions of polyelectrolyte. It's a rational protocell model. So far, coacervate has been found to present as membraneless organelles in natural cells. Therefore, the construction of coacervate as artificial organelles is emerging. This paper reviews the formation mechanism, characteristics and categories of coacervate. Additionally, the applications of coacervate as protocell and artificial organelles are summarized. The existing scientific problems and the future development directions are provided at the end of this paper.

Key words: Coacervation, Artificial cells, Liquid/liquid phase separation, Electrostatic interaction, Artificial organelle, Collective behavior