這一天終於來了。科學家們人工合成了黏液分子——可以具備真實黏液的結構和功能。

不過，根據做出突破的研究團隊的說法，這不僅僅是黏液的問題，還是一把幫助科學家戰勝傳染病的利劍。

滑溜溜的、黏糊糊的、滲人的一灘物質，黏液看起來確實挺噁心。然而，這種東西在生物學上是有用的。它是保護和滋潤嬌嫩組織的屏障——捕捉微生物（它還含有抗菌酶）和汙染物——並幫助身體排出它們。

我們的身體每天僅在呼吸道就會產生1。5到2升的黏液；它們完整覆蓋住呼吸道、肺部和胃腸道。

如果能複製它們，那我們就有了更多底氣對抗疾病，而這項新研究就是重要的突破。麻省理工學院的化學家Austin Kruger領導的團隊合成出粘蛋白，即粘液的蛋白質構件。

粘蛋白由一條長長的蛋白質脊柱組成，上面裝滿了被稱為糖類的碳水化合物聚合物鏈（很像一把設計粗糙的管道清潔刷）；目前還不清楚這些聚合物如何有助於實現粘液的各種特性。以前的研究發現，它們可以阻礙細菌相互溝通、抹消其附著在表面和分泌毒素的能力。

該團隊圍繞聚合物脊柱構建的合成粘液素可以幫助弄清楚生物黏液的功能機制——它們不僅結構上一樣，甚至復現了生物黏液的功能。

“我們真的很想了解粘蛋白的哪些特徵對其性態很重要，並模仿這些特徵，這樣就可以阻斷微生物的毒力途徑。”麻省理工學院的化學家Laura Kiessling說。

困難的是，粘蛋白很複雜。科學家們說，蛋白質的脊柱由數千個不同的氨基酸組成，而且有許多不同型別的糖類組成的刷毛。

研究小組從碳環分子開始，將它們斷成一條直線。由此產生的分子都含有一個碳碳雙鍵，然後再把不同的分子線段連線在一起，形成合成粘蛋白的聚合物脊柱。

鍵中的每個碳原子通常都與另一個化學基團結合在一起，聚合物可以根據它們的連線位置變更自身的形態。在順式形式中，兩個基團——碳和另一個基團（無論它是啥）——都在同一側；在反式形式中，它們位於脊椎兩側。

團隊在合成粘蛋白的過程中同時創造出這兩種形式，並逐一測試。

反式聚合物變成了奇怪的小球，看起來不太像粘蛋白。它們在捕捉霍亂弧菌分泌的毒素方面也不是特別有效。

然而，順式聚合物仍然是筆直的；而且，引入霍亂弧菌時，它們不僅有效地捕獲了毒素，甚至比真正的粘蛋白表現得更好。

還有更多的工作要做——現在還沒有安裝上聚糖刷子——但已經顯示出巨大的應用前景。該團隊已然完美地證明，脊柱的長直形狀在粘蛋白的功能方式中起著重要作用。

此外，該團隊發現順式聚合物是水溶性的——比天然粘蛋白更容易溶解——這意味著它們有可能被納入外用乳膏和凝膠中，甚至可能是眼藥水中。

“我們的研究結果，概述了合成粘蛋白模擬物的關鍵設計原則，這將指導未來對粘蛋白在微生物共生和發病機制中的作用的研究，並作為人工製造粘蛋白提供設計藍圖，這些模擬物可以作為潤滑劑或微生物控制劑。”

該研究已發表在ACS中央科學雜誌上。