基于杂化蛋白纳米粒子的人工细胞器

区隔化是大自然允许控制许多生物过程的主要策略之一。对于活细胞的正常运作，细胞器、细胞内的小隔间是必不可少的。研究人员正在研究制造人工细胞器的方法，这些细胞器可以为细胞增加新的功能或纠正细胞中的功能失调过程，例如作为代谢疾病的治疗方法。这可以通过使用合成成分在细胞外产生人造细胞器或通过使用在细胞中制造的成分来实现。SuzanneTimmermans为她的博士学位探索了后一种方法。通过使用蛋白质纳米粒子进行研究。

稳定域

对于她的博士学位。研究中，SuzanneTimmermans使用蛋白质纳米粒子开发了可以在细胞中完成新工作的人造细胞器。这些微观颗粒由病毒衣壳(病毒的蛋白质外壳)组成，其中添加了稳定的蛋白质结构域。

Timmermans证明，在与细胞内条件相当的条件下，纳米颗粒可以长时间保持稳定。这对于人造细胞器的正确功能至关重要，因为如果它在细胞内解体并失去其功能，将是非常具有破坏性的。此外，稳定域使纳米粒子能够通过改变它们的大小来对其环境做出反应。细胞中的自然过程经常表现出这种反应行为，因此模仿这一点非常重要。

有源组件

为了在细胞中具有特定功能，人造细胞器必须包含活性成分。酶是极好的候选者，因为这些蛋白质催化剂可以由细胞产生，它们在细胞内具有天然活性，并且已知许多具有各种功能的酶。

Timmermans使用的蛋白质纳米颗粒由一个空核组成。她证明了将酶封装在该核心中是可行的。这是在细胞外和活细胞内实现的。具体来说，后者的发现对于人工细胞器的开发非常有希望。

对细胞和细胞内的有益影响

最后，Timmermans评估了人造细胞器是否对细胞和细胞内部产生有益影响。首先，她利用封装酶的活性来生产一种化合物，这种化合物可以被细胞用来生产某种蛋白质。接下来，她评估了人造细胞器内的包裹是否可以保护酶免于被所谓的蛋白酶快速降解。事实证明，该项目的这一方面非常具有挑战性，并且该项目仍在开发中。

总之，蒂默曼斯的研究在细胞内产生的人造细胞器的发展方面拥有先进的知识。仍然需要克服的重要挑战是实现细胞内人工细胞器的活动，通过特定信号调节这种活动，以及检测细胞内的细胞器。通过与不同的科学学科合作，并利用其他蛋白质纳米粒子的发展成果，蒂默曼斯希望将来能够克服这些障碍。