硅藻复杂的纳米壳背后的蛋白质被揭示了

三种参与控制硅藻壳中纳米级孔隙复杂图案形成的新蛋白质的发现，为操纵这一过程来构造材料开辟了道路。这些用途可能包括用于光子学、催化和传感器的中孔和大孔材料的图案。

硅藻壳构成了一个有趣的技术挑战。这些单细胞藻类在其细胞内的环境温度下产生纳米级图案的多孔二氧化硅壁，而科学家需要高温和侵略性的化学物质才能产生类似的东西，并且无法复制它们所有的复杂性。这些壳层对基础研究也是一个挑战，因为事实证明，很难确定其中涉及的分子机制。

现在这组尼尔斯·克罗格德国德累斯顿技术大学的研究人员在二氧化硅沉积囊泡(SDV)中发现了三种关键蛋白质，SDV是产生这些结构的细胞室。经过全面的蛋白质组学研究，他们将搜索范围缩小到几十种看起来有希望的蛋白质，其中三种蛋白质具有锚蛋白序列，这种序列通常存在于蛋白质-蛋白质相互作用中。

这三种蛋白质似乎在硅藻中无处不在，而且是它们特有的。研究人员随后培育出三种硅藻突变株这种pseudonana,每一种都缺乏这些蛋白质中的一种，并观察到每一种都在孔隙模式中显示出一种特征性的扰动。

Kröger表示:“通过这项工作，我们在识别SDV中控制二氧化硅形态发生的蛋白质机制方面向前迈出了一大步。manbetx手机客户端3.0．“虽然还需要进一步的分析，但我们已经看到了曙光。拥有SDV将能够以以前无法想象的方式研究它的特性和生物成因。”

研究人员在涉及纳米液滴形成的液-液相分离的假设孔隙形成模型的背景下解释了这些发现。从这个角度来看，观察到的敲除扰动表明，有一种蛋白质控制着与二氧化硅沉积相关的液滴形成时间。另外两种是控制液滴寿命的相互拮抗剂。

艾瑟夫巴德加来自雷霍沃特魏茨曼研究所的伊斯雷尔说:“这项工作意义重大，因为这是我们第一次有证据表明，特定的蛋白质控制硅藻二氧化硅的形态。”

虽然所提出的机制仍然是假设的，但它为实验提供了明确的途径来测试理论，并寻找与这些蛋白质相互作用的缺失受体——假定它们嵌入在囊泡膜中。先前的发现揭示了蛋白质和多胺可以在体外引发二氧化硅沉积。然而，这些新的硅藻蛋白是第一个在体内对图案形成具有被证实和特定影响的蛋白质，从而为进一步的实验操纵这些图案开辟了道路。

卡罗尔佩里诺丁汉特伦特大学的一名研究人员预测，这最终可能会导致模式化应用。“这项研究是一个很好的例子，说明了如何提高对生物体自然生物化学的理解，从而有可能利用环境友好的合成条件，在传感和分离技术中广泛应用，生产出可定制的材料。”