“在细胞内部，气泡以美丽的蜂窝状图案排列。这种模式是如何形成的一直没有被彻底理解。我们首次鉴定出一种可以调节这种模式的蛋白质，我们相信这将是分子微生物学的一个里程碑，”生物工程助理教授、德克萨斯州癌症预防与研究所学者GeorgeLu说。

卢和同事在《自然微生物学》杂志上发表了一篇论文，发表了他们的发现。第一作者是李宗儒，卢教授合成高分子组装体实验室生物工程四年级博士生。

“气泡是由锥形端盖封闭的圆柱形管，”李说。“它们在本地宿主的细胞内提供浮力。”

这些囊泡天然存在于五种细菌门和两组古细菌(单细胞生物)中。大多数仅限于淡水池塘中常见的浮游微生物。最近的囊泡工程已经产生了多种应用，包括报告基因成像、声学控制和有效负载输送。

合著者、圣路易斯华盛顿大学麦凯维工程学院生物医学工程助理教授戴一凡表示，他们对这项研究感兴趣，因为他们想知道为什么囊泡可以形成蜂窝状图案。

在华盛顿大学同事AlexHolehouse以及杜克大学同事AshutoshChilkoti和LingchongYou的帮助下，研究小组发现这种模式是最有效的空间利用方式，并且集群形式在其运作方式中发挥了一定作用。最值得注意的是，这些蛋白质簇在亚饱和溶液中形成，这是一种先前确定的生物结构的新形式，并驱动这些囊泡的组织。最重要的是，他们发现了这种神秘新形式背后的功能。

“由卢实验室领导的这些团队发现，专门在亚饱和溶液中组装的独特形式的蛋白质簇驱动了聚类行为，”戴说。他补充说，这增加了相变如何影响细胞组织和细胞功能的证据。

卢和他的团队正在利用遗传、生化和成像方法探索蛋白质纳米结构。气泡稳定细菌细胞质内的气泡(以及细胞内的液体)，并提供可用于超声或MRI对比的液-气界面。

“在我们的实验室中，我们正在利用合成生物学的力量来扩展这些蛋白质纳米结构的应用，”李说。“通过基因和细胞工程，我们的目标是构建在生物技术和生物医学应用中表现更有效的气体囊泡。”