魷魚和章魚是偽裝的高手，它們混入環境中以躲避捕食者或突襲獵物。這些頭足類動物如何變得可逆透明的某些方面仍然”不清楚”，主要是因為研究人員無法在實驗室裡培養頭足類動物的皮膚細胞。然而，今天，研究人員報告說，他們已經在可以培養的哺乳動物細胞中復制了一些烏賊皮膚細胞的可調節透明度。

這項工作不僅可以闡明烏賊的基本生物學，而且還能帶來更好的方法來對許多細胞類型進行成像。

研究人員將在美國化學學會（ACS）的春季會議上展示他們的成果。ACS 2023年春季會議是一個混合會議，將於3月26日至30日以線下和現場的方式舉行，有超過10000個關於廣泛的科學主題的演講。

多年來，Alon Gorodetsky博士和他的研究小組一直在研究受烏賊啟發的材料。在過去的工作中，他們開發了”隱形貼紙”，它由細菌產生的烏賊反射蛋白組成，被粘在粘性膠帶上。”因此，我們有了這個瘋狂的想法，觀察我們是否能在人類細胞培養物中捕捉到烏賊皮膚組織改變透明度能力的某些方面，”Gorodetsky說，他是這個項目的主要研究人員。

通過在哺乳動物細胞中加入烏賊反射蛋白，研究人員可以將細胞的透明度從透明調到渾濁（比例尺為10微米）。資料來源：改編自ACS生物材料科學與工程，

加州大學歐文分校的團隊將他們的努力集中在色素細胞上，這些細胞有類似顆粒的納米結構，由反射蛋白組成，可以散射光線。通常情況下，反射蛋白聚集在一起並形成納米顆粒，因此光線不會被吸收或直接透射；相反，光線會從它們身上散射或反彈，使細胞看起來很亮白。

Gorodetsky說：”我們想讓哺乳動物細胞穩定地，而不是暫時地形成反射蛋白納米結構，我們可以更好地控制光的散射。這是因為如果細胞允許光通過而沒有什麼散射，它們就會顯得更加透明。或者，通過散射更多的光，細胞將變得不透明和更明顯。然後，在細胞層面，甚至在培養層面，我們認為我們可以預測地改變細胞相對於周圍環境或背景的透明度。”

為了改變光與培養細胞的互動方式，Gorgii Bogdanov，Gorodetsky實驗室的一名研究生正在展示該結果，他將編碼反射蛋白的烏賊衍生基因引入人類細胞，然後人類細胞使用DNA來生產該蛋白質。”Bogdanov說：”我們實驗的一個關鍵進展是讓細胞穩定地產生反射蛋白並形成具有相對高折射率的光散射納米結構，這也使我們能夠更好地對細胞進行三維成像。”

在實驗中，該團隊在細胞的培養基中加入了鹽，並觀察到反射蛋白結成了納米結構。通過系統地增加鹽的濃度，Bogdanov得到了詳細的、延時的納米結構特性的三維圖像。隨著納米顆粒變得更大，從細胞上反彈的光量增加，因此調整了它們的不透明度。

在基本層面上，Gorodetsky建議這些結果將幫助科學家更好地了解烏賊皮膚細胞，這些細胞還沒有在實驗室環境中成功培養過。例如，以前的研究人員推測，反射蛋白納米顆粒分解和重新組合，以改變可調整的烏賊表皮色素細胞的透明度。而現在Gorodetsky的團隊已經表明，在他們穩定的工程哺乳動物細胞中，隨著鹽濃度的簡單變化，也發生了類似的重新排列，這種機制似乎類似於在可調控細胞中觀察到的情況。

研究人員現在正在優化他們的技術，根據細胞的內在光學特性設計更好的細胞成像策略。Gorodetsky設想，反射蛋白可以作為基因編碼的標籤，不會在人類細胞內漂白。反射蛋白作為一種分子探針，為用先進的顯微鏡技術追踪細胞內的結構提供了很多可能性。例如，科學家們提出，基於他們工作的成像方法也可以對更好地理解細胞的生長和發育產生影響。