喬治亞理工大學(xué)(Georgia  Institute  of  Technology)的研究人員透過(guò)對(duì)硅藻(diatoms)建造細(xì)胞壁技術(shù)的了解，希望能找到制造納米材料(nanomaterials)的新方法。

    Nils  Kröger教授說(shuō)：「硅藻是自然界中最有天賦的納米科學(xué)家，因?yàn)槿祟悷o(wú)法組裝出像硅藻細(xì)胞壁那樣錯(cuò)綜復(fù)雜且精細(xì)的結(jié)構(gòu)�！�  

    硅藻是一種單細(xì)胞生物，外表呈現(xiàn)棕色且滑潤(rùn)，被覆在被淹沒(méi)的石頭上，是海洋中的浮游生物。不規(guī)則的二氧化硅(SiO2)所組成的細(xì)胞壁孔洞能作為環(huán)境中營(yíng)養(yǎng)物交換的場(chǎng)所，還能減輕重量，精密的結(jié)構(gòu)也形成強(qiáng)大的機(jī)械結(jié)構(gòu)。而硅藻接近水面的地方則可吸收光線以進(jìn)行光合作用，其光合作用制造的有機(jī)碳約占全世界的20%。  

    先前的研究顯示硅藻細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的形成與一個(gè)名為silaffin的特殊蛋白有關(guān)，不同類型的silaffin，制造出來(lái)的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)便有差異。于是，Kröger教授想改變silaffin蛋白，以制造新的二氧化硅納米結(jié)構(gòu)。Kröger與Poulsen共同研發(fā)了這項(xiàng)基因工程技術(shù)，他們把硅藻的基因組突變或加入其它額外的基因，希望能看到硅藻產(chǎn)生不同型態(tài)的納米結(jié)構(gòu)。這項(xiàng)技術(shù)將受邀于12月12日American  Geophysical  Union會(huì)議中發(fā)表。  

    Kröger教授說(shuō)：要將額外的基因打入硅藻中有兩個(gè)困難點(diǎn)，第一、如何將基因送入基因組且不能弄破細(xì)胞壁？第二、如何讓加入的基因被硅藻的基因組接收？研究人員采用微粒子轟炸(microparticle  bombardment)的技術(shù)，將外加的DNA涂上鎢(tungsten)微粒，在高氦氣壓力下將DNA發(fā)射并穿過(guò)細(xì)胞壁，基因組融合了外加的DNA后，研究人員利用抗生素nourseothricin進(jìn)行基改硅藻細(xì)胞的挑選。這些硅藻能正常的生長(zhǎng)且具有不同型態(tài)的細(xì)胞壁。此研究結(jié)果已發(fā)表于10月26日的the  Journal  of  Phycology期刊。  

    研究人員之所以會(huì)以Thalassiosira  pseudonana這種硅藻作為研究目標(biāo)，是因?yàn)槠浠�因組已完全解開(kāi)，能夠分析其每個(gè)基因表現(xiàn)出來(lái)的蛋白質(zhì)功能，除了有利于基因工程的改良，也有助研究人員了解硅藻建筑細(xì)胞壁的生化過(guò)程。此研究之研究經(jīng)費(fèi)由美國(guó)海軍研究辦事處(Office  of  Naval  Research)以及美國(guó)國(guó)防高等研究計(jì)劃局(Defense  Advanced  Research  Projects  Agency)所資助。