在一次前所未有的进展中，UBC Okanagan的研究人员创造了一种人工粘附系统，与自然生物相互作用高度相似。
李以撒博士及其团队，隶属于欧文·K·巴伯理学院，探索分子和细胞水平的生物物理学。他们的研究旨在发现细胞如何彼此相互作用及与周围环境的互动，旨在创新用于诊断和治疗疾病的工具。
李博士的两名博士生，米卡·杨和大卫·巴克，开发了一种新型分子，可能改变细胞附着和相互沟通的方式。
根据研究的主要作者米卡·杨的说法，所有细胞都具有自然的“粘性”，使它们能够进行交流、连接并形成组织。与常见的胶水在压力下容易分离不同，许多细胞粘附相互作用在施加更多力量时强度会增加。这种意想不到的增强，被称为捕捉键（catch bond），对关键生物过程和维持生物体的凝聚力至关重要。
杨的突破涉及到两种特意设计的DNA分子，以模仿这种捕捉键行为。
由于其独特的结构，被称为“鱼钩”的基于DNA的系统包含两个部分：鱼和钩子。利用互补的DNA碱基对相互作用，它就像一条鱼被钩住一样，形成了捕捉键。通过改变鱼和钩子的DNA序列，可以精细调整这种键的特性，从而在不同力量的作用下控制其强度。
“捕捉键在T细胞受体和细菌粘附等系统中至关重要，这对于免疫反应、维持组织结构和机械感知（细胞感知和反应物理力量的能力）都至关重要，”杨解释道。“自然经过无数年的演化精炼了这些相互作用，但直到现在，合成复制其动态特性仍然面临挑战。”
这项研究最近发表在《自然通讯》杂志（Nature Communications）上，强调了这一创新DNA系统的好处。
“该系统的可调性相比于以往的人工捕捉键标志着重大飞跃，”杨表示。“它对相互作用键行为的精确控制能力，使其成为研究生物交互和创造先进材料的卓越工具。”
杨认为鱼钩结合的潜在应用广泛。
在材料科学领域，这种设计可能会激发开发能够在压力下增强的响应性物质，使其适合用于可穿戴技术或航空航天等需要强度的项目。
在医疗保健中，这种方法可以通过允许药物输送机制或组织支架以响应力量的方式与细胞进行互动，从而增强它们的效果，模拟自然生物活动。
尽管人工粘附键的创造仍处于初期阶段，杨将其视为生物仿生工程中的令人兴奋的进展——该领域旨在复制自然系统的高效性和适应性。这项研究为模仿或改善自然生物功能的新材料设计奠定了基础。
“通过模仿捕捉键这样的生物相互作用，科学家们不仅获得了对自然系统的深入理解，而且为能改善人类生活的新技术铺平了道路，”杨总结道。
