MaltSci 麦伴科研

Appearance

文献精选 > 近年高分"合成生物学"研究（IF≥30，近5年）

The living interface between synthetic biology and biomaterial design. ​

文献信息 ​

DOI10.1038/s41563-022-01231-3
PMID35361951
期刊Nature materials
影响因子38.5
JCR 分区Q1
发表年份2022
被引次数59
关键词合成生物学, 生物材料, 层次结构, 活材料, 生物启发
文献类型Journal Article, Review, Research Support, U.S. Gov't, Non-P.H.S., Research Support, N.I.H., Extramural, Research Support, Non-U.S. Gov't
ISSN1476-1122
页码390-397
期号21(4)
作者Allen P Liu, Eric A Appel, Paul D Ashby, Brendon M Baker, Elisa Franco, Luo Gu, Karmella Haynes, Neel S Joshi, April M Kloxin, Paul H J Kouwer, Jeetain Mittal, Leonardo Morsut, Vincent Noireaux, Sapun Parekh, Rebecca Schulman, Sindy K Y Tang, Megan T Valentine, Sebastián L Vega, Wilfried Weber, Nicholas Stephanopoulos, Ovijit Chaudhuri

一句话小结 ​

本文回顾了合成生物学与软凝聚态物质、聚合物和生物材料的关键进展，强调了两者交叉领域在开发仿生和“活”材料方面的短期应用潜力。这一研究不仅推动了新材料的创造，也为应对健康、生物技术和可持续性等全球性挑战提供了重要的解决方案。

在麦伴科研 (maltsci.com) 搜索更多文献 ​

合成生物学 · 生物材料 · 层次结构 · 活材料 · 生物启发

摘要 ​

最近，合成生物学的重大进展带来了创造新材料的激动人心的工具。相反，软凝聚态物质、聚合物和生物材料的基础理解的进展则为扩展合成生物学的应用提供了新的途径。这些可能的应用广泛而令人兴奋，对应对健康、生物技术和可持续性等重大挑战具有重要意义。尽管合成生物学与生物材料交叉领域可能带来变革性的影响，但这两个领域迄今为止的发展大多是相对独立的。本文旨在回顾这两个领域最近的关键进展，并为这两个社区之间的合作提供一条路线图。我们强调了这一交叉领域在开发分层结构生物材料方面的短期应用，从仿生构建块到能够基于材料与嵌入细胞之间相互作用进行感知和响应的“活”材料。

英文摘要 ​

Recent far-reaching advances in synthetic biology have yielded exciting tools for the creation of new materials. Conversely, advances in the fundamental understanding of soft-condensed matter, polymers and biomaterials offer new avenues to extend the reach of synthetic biology. The broad and exciting range of possible applications have substantial implications to address grand challenges in health, biotechnology and sustainability. Despite the potentially transformative impact that lies at the interface of synthetic biology and biomaterials, the two fields have, so far, progressed mostly separately. This Perspective provides a review of recent key advances in these two fields, and a roadmap for collaboration at the interface between the two communities. We highlight the near-term applications of this interface to the development of hierarchically structured biomaterials, from bioinspired building blocks to 'living' materials that sense and respond based on the reciprocal interactions between materials and embedded cells.

麦伴智能科研服务 ​

智能阅读回答你对文献的任何问题，帮助理解文献中的复杂图表和公式
定位观点定位某个观点在文献中的蛛丝马迹
加入知识库完成数据提取，报告撰写等更多高级知识挖掘功能

主要研究问题 ​

  1. 在合成生物学与生物材料设计的交界处，有哪些具体的技术可以促进两者的融合？
  2. 如何评估合成生物学在生物材料开发中的实际应用效果和潜在风险？
  3. 在生物灵感建筑块的设计中，合成生物学的哪些原理可以被有效应用？
  4. 在可持续发展方面，合成生物学与生物材料的结合能够解决哪些具体的环境问题？
  5. 未来合成生物学与生物材料设计的合作可能会引发哪些新的研究方向或应用领域？

核心洞察 ​

研究背景和目的 ​

近年来，合成生物学的迅速发展为新材料的创造提供了令人兴奋的工具。同时，软凝聚物、聚合物和生物材料的基础理解进展为扩展合成生物学的应用提供了新途径。尽管合成生物学和生物材料之间的交集可能带来变革性的影响，但这两个领域迄今为止大多是独立发展的。本研究旨在回顾这两个领域的关键进展，并提出促进两者之间合作的路线图，特别是在开发分层结构生物材料方面的应用。

主要方法/材料/实验设计 ​

本研究采用文献综述的方法，系统分析了合成生物学和生物材料领域的最新进展。通过整合这两个领域的研究成果，提出了未来的合作方向和应用潜力。具体的技术路线可以通过以下流程图展示：

Mermaid diagram

关键结果和发现 ​

  • 合成生物学和生物材料的结合可以开发出具有层次结构的生物材料，这些材料可以模拟自然界的复杂性。
  • 新型“活”材料能够感知和响应环境变化，展现出自适应能力。
  • 两个领域的合作能够有效解决健康、生物技术和可持续发展等重大挑战。

主要结论/意义/创新性 ​

本研究强调了合成生物学与生物材料之间的协同作用，为未来的材料科学和生物医学应用提供了新的视角。通过推动这两个领域的交叉合作，研究者能够创造出更为复杂和智能的材料，这不仅能够提高材料的功能性，还可能推动生物医学、环境科学等多个领域的进步。

研究局限性和未来方向 ​

  • 目前合成生物学和生物材料的研究仍然存在一定的隔阂，缺乏跨学科的深入合作。
  • 未来的研究应集中在促进这两个领域的互动和合作，以实现更广泛的应用。
  • 需要进一步探索生物材料的伦理和安全性问题，以确保其在实际应用中的可行性和可靠性。

引用本文的文献 ​

  1. Synthetic protein condensates for cellular and metabolic engineering. - Zhi-Gang Qian;Sheng-Chen Huang;Xiao-Xia Xia - Nature chemical biology (2022)
  2. Nanoenabled Trainable Systems: From Biointerfaces to Biomimetics. - Pengju Li;Saehyun Kim;Bozhi Tian - ACS nano (2022)
  3. Computing Arithmetic Functions Using Immobilised Enzymatic Reaction Networks. - Nikita M Ivanov;Mathieu G Baltussen;Cristina Lía Fernández Regueiro;Max T G M Derks;Wilhelm T S Huck - Angewandte Chemie (International ed. in English) (2023)
  4. Spinal cord tissue engineering via covalent interaction between biomaterials and cells. - Weiyuan Liu;Bai Xu;Shuaijing Zhao;Shuyu Han;Rui Quan;Wenbin Liu;Chunnan Ji;Bing Chen;Zhifeng Xiao;Man Yin;Yanyun Yin;Jianwu Dai;Yannan Zhao - Science advances (2023)
  5. Biomineralization inspired 3D printed bioactive glass nanocomposite scaffolds orchestrate diabetic bone regeneration by remodeling micromilieu. - Zeqian Xu;Xuanyu Qi;Minyue Bao;Tian Zhou;Junfeng Shi;Zhiyan Xu;Mingliang Zhou;Aldo R Boccaccini;Kai Zheng;Xinquan Jiang - Bioactive materials (2023)
  6. Light and carbon: Synthetic biology toward new cyanobacteria-based living biomaterials. - Isabella M Goodchild-Michelman;George M Church;Max G Schubert;Tzu-Chieh Tang - Materials today. Bio (2023)
  7. Timed material self-assembly controlled by circadian clock proteins. - Gregor Leech;Lauren Melcher;Michelle Chiu;Maya Nugent;Lily Burton;Janet Kang;Soo Ji Kim;Sourav Roy;Leila Farhadi;Jennifer L Ross;Moumita Das;Michael J Rust;Rae M Robertson-Anderson - ArXiv (2024)
  8. Multiscale design of cell-free biologically active architectural structures. - G Ho;V Kubušová;C Irabien;V Li;A Weinstein;Sh Chawla;D Yeung;A Mershin;K Zolotovsky;L Mogas-Soldevila - Frontiers in bioengineering and biotechnology (2023)
  9. Methods for numerical simulation of soft actively contractile materials. - Yali Li;Nakhiah C Goulbourne - Scientific reports (2023)
  10. Secretion-Catalyzed Assembly of Protein Biomaterials on a Bacterial Membrane Surface. - Qi Xie;Sea On Lee;Nitya Vissamsetti;Sikao Guo;Margaret E Johnson;Stephen D Fried - Angewandte Chemie (International ed. in English) (2023)

... (49 更多 篇文献)

© 2025 MaltSci 麦伴科研 - 我们用人工智能技术重塑科研