加州尔湾，2020年6月2日——章鱼、鱿鱼和其他海洋生物可以通过体内特殊的组织来操纵光线的透射和反射来完成“消失”的动作，现在加州大学尔湾分校的研究人员已经改造人类细胞，使其具有类似的透明能力。
在今天发表在《自然通讯》上的一篇论文中，科学家们描述了他们如何从头足类动物的皮肤中获得灵感，赋予哺乳动物细胞可调节的透明度和光散射特性。
“几千年来，人们一直着迷于透明和隐形，这激发了哲学思考、科幻小说和许多学术研究，”首席作者Atrouli Chatterjee说，他是UCI大学化学和化学专业的博士生。生物分子工程。“我们的项目——绝对属于科学领域——集中在设计和工程细胞系统和组织，使其具有可控制的传输、反射和吸收光的特性。”
Chatterjee就职于UCI化学与amp副教授Alon Gorodetsky的实验室。生物分子工程公司致力于探索如何模仿头足类动物的变色能力，从而开发出造福人类的独特技术。他的团队的仿生研究在红外伪装和其他先进材料方面取得了突破性进展。
在这项研究中，研究小组从雌性白纹盘乌贼通过将其外套上的一条几乎透明的条纹转换为不透明的白色来躲避捕食者的方式中获得了灵感。然后，研究人员借用了一些参与生物隐身技术的细胞间蛋白颗粒，并找到了将它们引入人类细胞的方法，以测试光散射能力是否可以转移到其他动物身上。
这种乌贼有一种特殊的反光细胞，叫做白细胞，可以改变它们散射光线的方式。在这些细胞中是白细胞体，这是一种膜结合粒子，由一种叫做反射蛋白的蛋白质组成，它可以产生彩虹色的伪装。
在他们的实验中，研究人员培养了人类胚胎肾细胞，并通过基因工程使其表达reflectin。他们发现蛋白质会在细胞的细胞质中以无序的排列组合成颗粒。他们还通过光学显微镜和光谱学观察到，引入的反射基结构会改变细胞对光线的散射。
“我们惊奇地发现，这些细胞不仅表达了反射蛋白，而且还将蛋白质包裹在球状纳米结构中，并将它们分布在细胞的各个部位，”Gorodetsky说，他是这项研究的合作者之一。“通过定量相显微镜，我们能够确定，与细胞内的细胞质相比，蛋白质结构具有不同的光学特征;换句话说，它们在光学上的行为几乎和它们在本土的头足类白质中一样。”
在这项研究的另一个重要部分，研究小组测试了反射系数是否可以通过外部刺激开关。他们将电池夹在镀膜玻璃板之间，并施加不同浓度的氯化钠。通过测量细胞传输的光量，他们发现，钠含量较高的细胞散射的光更多，在周围环境中更显眼。
Chatterjee说:“我们的实验表明，这些效应出现在工程细胞中，但没有出现在缺乏反射素粒子的细胞中，这证明了一种调整人类细胞光散射特性的潜在有价值的方法。”
虽然看不见的人类仍然牢牢地停留在科幻小说的范围内，Gorodetsky说他的小组的研究可以在短期内提供一些切实的好处。
他说:“这个项目表明，受足鞘类动物的白细胞启发，开发具有刺激反应光学特性的人类细胞是可能的，而且它还表明，这些惊人的反射蛋白可以在外来细胞环境中保持它们的特性。”
他说，这一新知识也可能开启将反射蛋白作为一种新型生物分子标记用于医学和生物显微镜应用的可能性。
这个项目得到了国防应用研究计划局和空军科学研究办公室的支持，还包括来自日本加州大学圣地亚哥分校和滨松光子学的研究人员。
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