研究人員發展出功能核酸納米框架平臺

微生物一般是結構簡單的細胞。由黏附素等內源性化學分子介導的細胞種內或種間相互作用是驅動微生物群落結構和功能的關鍵。這種相互作用在地球化學循環、生態環境演變、生命健康等領域發揮重要作用。因此，精準編碼并探索微生物種內或種間相互作用，有助于探討微生物群落功能與行為，對揭示微生物相互作用與疾病發生發展之間的關系、指導微生物代謝調控等具有重要意義。

核酸作為編碼所有生命形式信息的化學分子，具有易于合成、結構可預測、靈活可編程等優點，可在納米尺度上編程執行特定功能。

中國科學院福建物質結構研究所張云團隊、杭州醫學研究所譚蔚泓團隊，聯合武漢大學袁荃團隊與余鋰鐳團隊，基于核酸分子的性質與功能，運用自組裝策略，發展出功能核酸納米框架平臺。這一平臺通過調控靶向核酸分子序列以及核酸四面體框架大小，可實現微生物相互作用的特異性精準編碼。

該團隊以銅綠假單胞桿菌種內相互作用為研究模型，結合轉錄組學等分析手段發現，銅綠假單胞桿菌種內空間組裝可顯著提高其表面傳感器的基因表達，使其對群體感應產生更敏感的反應。進而，被激活的群體感應系統導致更高水平的毒力因子產生，并對宿主細胞產生更強的炎癥影響。研究發現，微生物組裝誘導的短程相互作用引發了代謝的異質性變化，推動了毒力因子的分泌。這展示了該平臺在編碼微生物種內和種間相互作用中的普適性。

這一功能核酸框架平臺策略為微生物間相互作用的調控提供了新思路，為揭示不同類型的微生物相互作用及代謝空間異質性機制研究提供了技術支撐。未來，該成果有望應用于功能性多細胞體系設計與疾病治療等領域。

相關研究成果以Framework nucleic acid strategy enables closer microbial contact for programming short-range interaction為題，發表在《科學進展》（Science Advances）上。

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