细菌生物被膜的软物质特性及其工程化应用

2014年,利用工程化生物被膜大肠杆菌淀粉样蛋白纤维(curli)组装活材料工作的发表,正式拉开了活体功能材料这一新兴领域的序幕.截至目前,围绕活体材料主题,针对curli系统的编辑、组装、性能拓展以及应用等各个方向的相关研究层出不穷,也有一系列的综述对相关工作进行了详细的梳理,并对活体功能材料以及材料合成生物学新方向及新学科进行归纳及定义.然而,当研究人员试着去构建整幅活体材料领域发生及发展的拼图时,其中有一些关键信息缺失.在众多的生物体系中,为什么活体材料新方向会从生物被膜开启?另外,在生物被膜的繁杂组分中,是如何剥离出curli核心系统,并成为整个活体功能材料工程化的中心?围绕着这些疑问,本篇综述从生物被膜的软物质特性以及curli生物起源及调控的研究开始挖掘.从高分子物理及合成生物学的观点解读工程化生物被膜从体系选择、去粗取精、工程化设计、系统构建以及性能推广及优化中,由繁至简,再由简至繁的全过程.作者希望借这篇综述回顾工程化生物被膜curli从发掘到发展的历程,并进一步思考相关领域背后发展及推动的知识积累、设计思维以及发展理念,并期待这些思考将对未来活体材料研究的新体系与新范式带来启示、借鉴以及推动.