上面的黑白相显微镜图像帮助UCI研究人员确定了鱿鱼反射蛋白纳米结构在人类细胞中的位置(黑色区域，一些区域用白色箭头表示)。彩色面板显示了通过给定区域的光的相关路径长度(红色对应较长的路径长度，蓝色对应较短的路径长度)。图片来源:Atouli Chatterjee / UC

　　生物灵感研究项目是迈向内在半透明组织的第一步。

　　章鱼、鱿鱼和其他海洋生物可以通过利用体内的特殊组织来操纵光线的传输和反射，实现消失。现在，加州大学欧文分校(University of California, Irvine)的研究人员已经改造了人类细胞，使其具有类似的透明能力。

　　在今天发表在《自然通讯》(Nature Communications)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汲取灵感，赋予哺乳动物细胞可调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、科幻作品和许多学术研究，”该研究的主要作者、UCI化学与生物分子工程博士生Atrouli Chatterjee说。“我们的项目显然属于科学领域，它的核心是设计和工程细胞系统和组织，使其具有传输、反射和吸收光线的可控特性。”

　　查特吉在加州大学洛杉矶分校化学与生物分子工程副教授阿隆·戈洛德茨基的实验室工作，他在探索如何模仿头足类动物变色的能力来开发独特的技术以造福人类方面有着悠久的历史。他的团队以生物为灵感的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，研究小组从雌性乳白色乌贼Doryteuthis躲避捕食者的方式中汲取了灵感，这种乌贼通过动态地将其外套上的一条条纹从近乎透明的变为不透明的白色。然后，研究人员借用了这种生物隐身技术中涉及的一些基于细胞间蛋白的颗粒，并找到了一种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射细胞，叫做白球，可以改变它们散射光线的方式。在这些细胞中有白色小体，这是一种膜结合颗粒，它由一种被称为反射蛋白的蛋白质组成，可以产生彩虹色伪装。

　　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反射素。他们发现，这种蛋白质会在细胞质中无序地组装成颗粒。他们还通过光学显微镜和光谱学发现，引入的基于反射的结构导致细胞改变了光的散射。

　　这项研究的合著者Gorodetsky说:“我们惊奇地发现，这些细胞不仅表达了反射蛋白，而且将这种蛋白封装在球形纳米结构中，并将其分布在整个细胞体内。”“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性;换句话说，它们在光学上的表现几乎和它们在原生头足类白垩纪动物中的表现一样。”

　　在这项研究的另一个重要部分，研究小组测试了反射率是否可能通过外部刺激来开关。他们将细胞夹在镀膜玻璃板之间，并使用不同浓度的氯化钠。通过测量细胞透射的光量，他们发现那些暴露在高钠水平下的细胞散射了更多的光，在周围环境中更加突出。

　　查特吉说:“我们的实验表明，这些效应出现在工程细胞中，但不出现在缺乏反射蛋白颗粒的细胞中，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。”

　　虽然隐形人仍然是科幻小说的主题，Gorodetsky说他的团队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，受头足类动物白质细胞的启发，开发具有刺激响应性光学特性的人类细胞是可能的，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其特性。”

　　他说，新的知识也可能开启使用反射蛋白作为一种新的生物分子标记在医学和生物显微镜应用的可能性。

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