《AM》细胞内生物正交形成水凝胶，诱导可逆分子
为了在极端条件下生存，某些动物通过蛋白质和多糖等聚合物分子对胞质溶胶的玻璃化进入可逆的保护性停滞状态。在这项工作中，活细胞中胞质溶胶的合成凝胶化用于诱导可逆的分子停滞。通过连续 lipofectamine 介导的互补聚 (乙二醇) (PEG) 大单体转染到哺乳动物细胞中，通过生物正交应变促进的叠氮化物-炔烃环加成 (SPAAC) 点击反应发生细胞内交联。这实现了有效的聚合物吸收和最小的细胞死亡（99% 的存活率）。细胞内交联减少了 DNA 复制、蛋白质合成，并使静止种群增加了 2.5 倍。对含有细胞内交联聚合物的单细胞进行实时跟踪可以识别出有丝分裂时间的增加（15 对 19 小时）和运动性的减少（30 对 15 微米/小时）。细胞内交联后，细胞溶胶粘度增加 3 倍，除了在划痕试验中破坏细胞协调外，还导致细胞骨架结构紊乱。通过将可光降解的硝基苄基部分结合到聚合物骨架中，细胞内交联的效果在暴露于光时会发生逆转，从而恢复增殖（80% 磷酸-Rb+ 细胞）、蛋白质翻译和迁移。可逆的细胞内交联为细胞内力学的动态操作提供了一种新方法，改变了决定细胞功能的基本过程。
图 1. 用于转染和细胞内交联的 SPAAC 交联化学示意图。
图 2. SPAAC PEG 大分子单体进入各种细胞类型。
图 3. 细胞内交联对 MCF10A 细胞周期和翻译的影响。
图 4. 细胞内交联的细胞效应。
图 5. 细胞内交联聚合物的降解和细胞功能的恢复。
相关论文以题为Intracellular Crowding by Bio-Orthogonal Hydrogel Formation Induces Reversible Molecular Stasis发表在《Advanced Materials》上。通讯作者是科罗拉多大学博尔德分校Kristi S. Anseth教授。
参考文献：
doi.org/10.1002/adma.202202882
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