專利名稱：：細胞展示文庫的制作方法相關(guān)申請本申請要求2004年2月5日提交的Belcher和Peele等的臨時專利申請系列號60/541,757(“細胞展示文庫”)的優(yōu)先權(quán)，所述專利申請整體通過引用結(jié)合到本文中并支持本文。政府資助聲明本文描述的各發(fā)明是在美國聯(lián)邦政府的資助下開發(fā)出來的，包括國家科學基金會納米尺度跨學科研究組(NationalScienceFoundationNanoscaleInterdisciplinaryResearchTeamNIRT)的第＿＿＿＿號基金。美國聯(lián)邦政府保留對各發(fā)明的某些權(quán)利。背景組合文庫和“淘選”方法是生物技術(shù)的重要工具。盡管組合文庫和“淘選”方法不斷取得進展，但仍需要進一步的進展，特別是能促進商業(yè)化和提供更佳多方適應性的進展。例如，為生物技術(shù)(包括免疫學和蛋白質(zhì)化學)研究和應用目的而產(chǎn)生的組合文庫可能被認為不適用于材料應用。特別是，無機材料(例如半導體、磁性材料或金屬材料)的加工和商業(yè)化并不經(jīng)常涉及生物技術(shù)或免疫學。大體上，生物自組裝、特異性識別和其他仿生類型過程的應用一直局限在材料領域。早期的研究成果，例如Brown的美國專利第5,316,922號意圖描述鑒定和表達能識別和黏著特異性探針的蛋白質(zhì)的方法。另參見Brown，S.，Proc.Nat’lAcad.Sci.，89，8651(1992)。不過，以上研究工作只集中于革蘭氏陰性細菌表面展示。Belcher等的其他研究成果描述了應用噬菌體展示系統(tǒng)來選擇性識別結(jié)晶無機表面，更普遍地說具有技術(shù)有用性的表面。雖然噬菌體系統(tǒng)有其優(yōu)點，但細胞系統(tǒng)卻能提供勝過噬菌體系統(tǒng)的優(yōu)點，包括例如以相對較高的拷貝數(shù)展示相對較大的復雜生物分子。另外，生長和表達通?？筛玫氐玫秸{(diào)節(jié)，細胞生長可更具多功能性。概述在本節(jié)中，僅僅用許多不同的實施方案概述本發(fā)明，而不是限制本發(fā)明的范圍。在一個實施方案中，本發(fā)明提供包含眾多真核細胞的真核細胞組合物，所述真核細胞能選擇性結(jié)合具有表面的固體材料。在另一個實施方案中，本發(fā)明提供真核細胞組合物，所述真核細胞組合物基本由能特異性結(jié)合具有表面的固體材料的真核細胞和不能特異性結(jié)合所述具有表面的固體材料的真核細胞組成。能發(fā)生特異性結(jié)合的細胞的比例可足夠高，而不能發(fā)生特異性結(jié)合的細胞的比例可足夠低，以便在商業(yè)上為特定應用而充分利用所述組合物。在優(yōu)選的情況下，能發(fā)生特異性結(jié)合的真核細胞的比例大于不能發(fā)生特異性結(jié)合的細胞的比例。例如，發(fā)生結(jié)合的比例可超過60％，或者超過80％。在另一個實施方案中，本發(fā)明提供宿主真核細胞，所述宿主真核細胞包含一種或多種能選擇性結(jié)合具有表面的固體材料的生物分子。在另一個實施方案中，本發(fā)明提供真核細胞，所述真核細胞能分泌一種或多種能選擇性結(jié)合具有表面的固體材料的生物分子。另外，本發(fā)明還提供能選擇性結(jié)合固體材料表面的表達生物分子組合物，其中所述生物分子由真核細胞表達。另外在其他實施方案中，本發(fā)明還包括能選擇性結(jié)合固體材料表面的表達肽組合物，其中所述肽由真核細胞表達。在另一個實施方案中，本發(fā)明提供細胞覆蓋的材料，所述材料包含一種或多種選擇性結(jié)合具有表面的固體材料的真核細胞。本發(fā)明還提供制品，所述制品包括固體底物和一種或多種通過其表面上的蛋白質(zhì)或肽選擇性結(jié)合至固體底物的真核細胞。另一個實施方案是制品，所述制品包括具有表面的固體材料和選擇性結(jié)合所述表面的來自組合真核細胞展示文庫的表達生物分子。在另一個實施方案中，本發(fā)明提供使來自細胞展示文庫的生物分子選擇性結(jié)合固體材料表面的方法，所述方法包括以下步驟提供真核組合細胞展示文庫，其中所述文庫包含眾多表達生物分子；提供具有表面的固體材料；使所述細胞展示文庫與所述具有表面的固體材料在能導致所述來自真核細胞展示文庫的眾多表達生物分子選擇性結(jié)合所述表面的條件下相接觸。在另一個方面，本發(fā)明提供生長固體顆粒材料的方法，所述方法包括以下步驟將固體顆粒材料的一種或多種前體試劑，與一種或多種與所述固體顆粒材料特異性結(jié)合的所選真核組合細胞展示文庫成員，在能使所述固體顆粒材料在所述一種或多種真核組合展示文庫成員存在下得以形成的條件下混合。在另一個實施方案中，本發(fā)明提供生長固體顆粒材料的方法，所述方法包括以下步驟從真核細胞展示文庫中鑒定出能選擇性結(jié)合固體材料的生物分子；將所述固體材料的一種或多種前體試劑與所述生物分子在能使所述固體材料成為固體顆粒材料的條件下混合。本發(fā)明還提供生物分子，所述生物分子能選擇性結(jié)合具有表面的固體材料，能用真核細胞展示文庫(包括酵母文庫)進行鑒定。所述生物分子可為肽或蛋白質(zhì)。本發(fā)明的一個基本的和新的特征在于能夠純化和提供能選擇性結(jié)合、在某些情況下能特異性結(jié)合固體表面的生物分子。所述生物分子當暴露于在組成、晶體度或這兩者上不同的各異質(zhì)結(jié)構(gòu)時能選擇性結(jié)合一種結(jié)構(gòu)勝過另一種結(jié)構(gòu)?？芍苽浣M合物，其中所述生物分子相對于不能特異性結(jié)合的其他生物分子具有所需水平的純度。所述生物分子可脫離或附著于真核細胞支架宿主，所述支架宿主在優(yōu)選的實施方案中為酵母。本發(fā)明的另一個特征在于肽序列通常是合成或者說人工的，在已知范圍內(nèi)(totheextentknown)不是天然的。以下是一系列編號的實施方案。1.一種真核細胞組合物，所述真核細胞組合物包含眾多能選擇性結(jié)合具有表面的固體材料的真核細胞。2.根據(jù)1的組合物，其中所述真核細胞是酵母、昆蟲、植物或哺乳動物細胞。3.根據(jù)1的組合物，其中所述真核細胞是酵母細胞。4.根據(jù)1的組合物，其中所述真核細胞包含能選擇性結(jié)合具有表面的固體材料的生物分子。5.根據(jù)1的組合物，其中所述真核細胞包含能選擇性結(jié)合具有表面的固體材料的肽序列。6.根據(jù)1的組合物，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的結(jié)晶固體材料。7.根據(jù)1的組合物，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的無機固體材料。8.根據(jù)1的組合物，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的半導體材料。9.根據(jù)1的組合物，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的金屬材料。10.根據(jù)1的組合物，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的磁性材料。11.根據(jù)1的組合物，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的陶瓷材料。12.根據(jù)1的組合物，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的有機材料。13.根據(jù)1的組合物，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的聚合物材料。14.根據(jù)1的組合物，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的結(jié)晶材料、無機材料、半導體材料、金屬材料、磁性材料、陶瓷材料、有機材料或聚合物材料。15.根據(jù)1的組合物，其中所述真核細胞是酵母、昆蟲、植物或哺乳動物細胞，且其中所述具有表面的固體材料是具有表面的結(jié)晶材料、無機材料、半導體材料、金屬材料、磁性材料、陶瓷材料、有機材料或聚合物材料。16.根據(jù)1的組合物，其中所述真核細胞是酵母細胞，且其中所述具有表面的固體材料是具有表面的結(jié)晶材料、無機材料、半導體材料、金屬材料、磁性材料、陶瓷材料、有機材料或聚合物材料。17.根據(jù)1的組合物，其中所述真核細胞是酵母細胞，且其中所述具有表面的固體材料是具有表面的半導體材料、金屬材料或磁性材料。18.根據(jù)1的組合物，其中所述真核細胞是酵母細胞，且其中所述具有表面的固體材料是具有表面的半導體材料。19.根據(jù)1的組合物，其中所述真核細胞是酵母細胞，且其中所述具有表面的固體材料是具有表面的金屬材料。20.根據(jù)1的組合物，其中所述真核細胞是酵母細胞，且其中所述具有表面的固體材料是具有表面的磁性材料。21.一種真核細胞組合物，所述真核細胞組合物基本由能特異性結(jié)合具有表面的固體材料的真核細胞和不能特異性結(jié)合所述具有表面的固體材料的真核細胞組成。22.根據(jù)21的組合物，其中所述能特異性結(jié)合的真核細胞是酵母、昆蟲、植物或哺乳動物細胞。23.根據(jù)21的組合物，其中所述能特異性結(jié)合的真核細胞是酵母細胞。24.根據(jù)21的組合物，其中所述能特異性結(jié)合的真核細胞包含能特異性結(jié)合具有表面的固體材料的生物分子。25.根據(jù)21的組合物，其中所述能特異性結(jié)合的真核細胞包含能特異性結(jié)合具有表面的固體材料的肽序列。26.根據(jù)21的組合物，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的結(jié)晶固體材料。27.根據(jù)21的組合物，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的無機固體材料。28.根據(jù)21的組合物，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的半導體材料。29.根據(jù)21的組合物，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的金屬材料。30.根據(jù)21的組合物，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的磁性材料。31.根據(jù)21的組合物，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的陶瓷材料。32.根據(jù)21的組合物，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的有機材料。33.根據(jù)21的組合物，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的聚合物材料。34.根據(jù)21的組合物，其中所述具有表面的固體材料是結(jié)晶材料、無機材料、半導體材料、金屬材料、磁性材料、陶瓷材料、有機材料或具有表面的聚合物材料。35.根據(jù)21的組合物，其中所述能特異性結(jié)合的真核細胞是酵母、昆蟲、植物或哺乳動物細胞，且具有表面的固體材料是結(jié)晶材料、無機材料、半導體材料、金屬材料、磁性材料、陶瓷材料、有機材料或具有表面的聚合物材料。36.根據(jù)21的組合物，其中所述能特異性結(jié)合的真核細胞是酵母細胞，且其中所述具有表面的固體材料是結(jié)晶材料、無機材料、半導體材料、金屬材料、磁性材料、陶瓷材料、有機材料或具有表面的聚合物材料。37.根據(jù)21的組合物，其中所述能特異性結(jié)合的真核細胞是酵母細胞，且其中所述具有表面的固體材料是半導體材料、金屬材料或具有表面的磁性材料。38.根據(jù)21的組合物，其中所述能特異性結(jié)合的真核細胞是酵母細胞，且其中所述具有表面的固體材料是具有表面的半導體材料。39.根據(jù)21的組合物，其中所述能特異性結(jié)合的真核細胞是酵母細胞，且其中所述具有表面的固體材料是具有表面的金屬材料。40.根據(jù)21的組合物，其中所述能特異性結(jié)合的真核細胞是酵母細胞，且其中所述具有表面的固體材料是具有表面的磁性材料。41.一種宿主真核細胞，所述宿主真核細胞包含一種或多種能選擇性結(jié)合具有表面的固體材料的生物分子。42.根據(jù)41的細胞，其中所述一種或多種生物分子包括肽或蛋白質(zhì)。43.根據(jù)41的細胞，其中所述一種或多種生物分子包括在酵母上作為Aga2融合體展示的人單鏈可變片斷抗體。44.根據(jù)41的細胞，其中所述一種或多種生物分子包括在酵母上作為Aga2融合體展示的肽。45.根據(jù)41的細胞，其中所述具有表面的固體材料是無機材料。46.根據(jù)41的細胞，其中所述具有表面的固體材料是有機材料。47.根據(jù)41的細胞，其中所述具有表面的固體材料是結(jié)晶材料。48.根據(jù)41的細胞，其中所述細胞是哺乳動物細胞或酵母細胞。49.根據(jù)41的細胞，其中所述細胞是酵母細胞。50.根據(jù)41的細胞，其中所述細胞是酵母細胞，且其中所述具有表面的固體材料是無機材料。51.根據(jù)41的細胞，其中所述細胞是酵母細胞，且其中所述具有表面的固體材料是有機材料。52.根據(jù)41的細胞，其中所述細胞是酵母細胞，所述具有表面的固體材料是無機材料，且其中所述一種或多種生物分子包括肽或蛋白質(zhì)。53.根據(jù)41的細胞，其中所述細胞是酵母細胞，所述具有表面的固體材料是無機材料，且其中所述一種或多種生物分子包括在酵母上作為Aga2融合體展示的人單鏈可變片斷抗體。54.一批宿主細胞，所述宿主細胞包括眾多根據(jù)41的宿主細胞。55.一批根據(jù)54的宿主細胞，其中所述宿主細胞與一批不能選擇性結(jié)合具有表面的固體材料的宿主真核細胞在一起。56.一種真核細胞，所述真核細胞能分泌一種或多種能選擇性結(jié)合具有表面的固體材料的生物分子。57.根據(jù)56的細胞，其中所述細胞是酵母、昆蟲、植物或哺乳動物細胞。58.根據(jù)56的細胞，其中所述一種或多種生物分子是肽或蛋白質(zhì)。59.根據(jù)56的細胞，其中所述細胞是酵母，且所述一種或多種生物分子是肽或蛋白質(zhì)。60.根據(jù)56的細胞，其中所述細胞是酵母或哺乳動物細胞，且所述一種或多種生物分子能特異性結(jié)合具有表面的結(jié)晶固體材料。61.一種細胞覆蓋的材料，所述細胞覆蓋的材料包括一種或多種特異性結(jié)合至具有表面的固體材料的真核細胞。62.根據(jù)61的材料，其中所述真核細胞是酵母、昆蟲、植物或哺乳動物細胞。63.根據(jù)61的材料，其中所述真核細胞是酵母細胞。64.根據(jù)61的材料，其中所述真核細胞包含特異性結(jié)合至具有表面的固體材料的生物分子。65.根據(jù)61的材料，其中所述真核細胞包含特異性結(jié)合至具有表面的固體材料的肽序列。66.根據(jù)61的材料，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的結(jié)晶固體材料。67.根據(jù)61的材料，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的無機固體材料。68.根據(jù)61的材料，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的半導體材料。69.根據(jù)61的材料，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的金屬材料。70.根據(jù)61的材料，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的磁性材料。71.根據(jù)61的材料，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的陶瓷材料。72.根據(jù)61的材料，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的有機材料。73.根據(jù)61的材料，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的聚合物材料。74.根據(jù)61的材料，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的結(jié)晶材料、無機材料、半導體材料、金屬材料、磁性材料、陶瓷材料、有機材料或聚合物材料。75.根據(jù)61的材料，其中所述真核細胞是酵母、昆蟲、植物或哺乳動物細胞，且其中所述具有表面的固體材料是具有表面的結(jié)晶材料、無機材料、半導體材料、金屬材料、磁性材料、陶瓷材料、有機材料或聚合物材料。76.根據(jù)61的材料，其中所述真核細胞是酵母細胞，且其中所述具有表面的固體材料是具有表面的結(jié)晶材料、無機材料、半導體材料、金屬材料、磁性材料、陶瓷材料、有機材料或聚合物材料。77.根據(jù)61的材料，其中所述真核細胞是酵母細胞，且其中所述具有表面的固體材料是具有表面的半導體材料、金屬材料或磁性材料。78.根據(jù)61的材料，其中所述真核細胞是酵母細胞，且其中所述具有表面的固體材料是具有表面的半導體材料。79.根據(jù)61的材料，其中所述真核細胞是酵母細胞，且其中所述具有表面的固體材料是具有表面的金屬材料。80.根據(jù)61的材料，其中所述真核細胞是酵母細胞，且其中所述具有表面的固體材料是具有表面的磁性材料。81.根據(jù)61的材料，其中所述具有表面的固體材料是納米顆粒材料。82.根據(jù)61的材料，其中所述具有表面的固體材料是納米顆粒材料，也是具有表面的結(jié)晶材料、無機材料、半導體材料、金屬材料、磁性材料、陶瓷材料、有機材料或聚合物材料。83.根據(jù)61的材料，其中所述具有表面的固體材料是納米顆粒材料，也是具有表面的半導體材料、金屬材料或磁性材料。84.根據(jù)61的材料，其中所述具有表面的固體材料是納米顆粒材料，也是具有表面的半導體材料。85.根據(jù)61的材料，其中所述具有表面的固體材料是納米顆粒材料，也是具有表面的金屬材料。86.根據(jù)61的材料，其中所述具有表面的固體材料是納米顆粒材料，也是具有表面的磁性材料。87.根據(jù)61的材料，其中所述細胞覆蓋的材料是自體愈合細胞覆蓋的材料。88.一種制品，所述制品包括固體底物和一種或多種通過其表面上的蛋白質(zhì)或肽選擇性結(jié)合至固體底物的真核細胞。89.根據(jù)88的制品，其中所述固體底物是電極，所述真核細胞是人細胞。90.根據(jù)88的制品，其中所述固體底物是無機材料，所述真核細胞是哺乳動物細胞。91.一種制品，所述制品包括具有表面的固體材料和選擇性結(jié)合至所述表面的來自組合真核細胞展示文庫的表達生物分子。92.91的制品，其中所述細胞展示文庫是酵母、昆蟲、植物或哺乳動物細胞展示文庫。93.91的制品，其中所述細胞展示文庫是酵母細胞展示文庫或哺乳動物細胞展示文庫。94.91的制品，其中所述細胞展示文庫是酵母細胞展示文庫。95.91的制品，其中所述細胞展示文庫是人細胞展示文庫。96.91的制品，其中所述細胞展示文庫是哺乳動物細胞展示文庫。97.91的制品，其中所述表達生物分子被分泌。98.91的制品，其中所述表達生物分子被展示在真核細胞表面上。99.根據(jù)91的制品，其中所述組合細胞展示文庫是在酵母上作為融合體展示的人單鏈可變片斷抗體文庫。100.根據(jù)91的制品，其中所述生物分子是蛋白質(zhì)或肽。101.根據(jù)91的制品，其中所述細胞展示文庫包含具有表面的成員，所述成員包含具有能導致選擇性結(jié)合的多肽結(jié)合位點的表達生物分子。102.91的制品，其中所述表達生物分子包含能導致選擇性結(jié)合的多肽結(jié)合位點。103.根據(jù)91的制品，其中所述具有表面的固體材料底物是具有表面的結(jié)晶固體材料。104.根據(jù)91的制品，其中所述具有表面的固體材料底物是具有表面的無機固體材料。105.根據(jù)91的制品，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的半導體材料。106.根據(jù)91的制品，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的金屬材料。107.根據(jù)91的制品，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的磁性材料。108.根據(jù)91的制品，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的陶瓷材料。109.根據(jù)91的制品，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的有機材料。110.根據(jù)91的制品，其中所述具有表面的固體材料是單晶非粒狀固體材料。111.根據(jù)91的制品，其中所述具有表面的固體材料是粒狀結(jié)晶固體材料。112.根據(jù)91的制品，其中所述具有表面的固體材料是微顆粒材料。113.根據(jù)91的制品，其中所述具有表面的固體材料是納米顆粒材料。114.根據(jù)91的制品，其中所述具有表面的固體材料經(jīng)過表面處理，以限制所述表達生物分子與所述表面之間的非特異性相互作用。115.根據(jù)91的制品，其中所述生物分子經(jīng)過遺傳工程改造，以特異性結(jié)合不同的表面。116.根據(jù)91的制品，其中所述細胞展示文庫是酵母細胞展示文庫，且其中所述具有表面的固體材料是單晶非粒狀固體材料。117.根據(jù)91的制品，其中所述細胞展示文庫是酵母細胞展示文庫，且其中所述具有表面的固體材料底物是具有表面的無機固體材料。118.根據(jù)91的制品，其中所述細胞展示文庫是酵母細胞展示文庫，且其中所述具有表面的固體材料底物是具有表面的無機或有機固體材料。119.根據(jù)91的制品，其中所述細胞展示文庫是酵母細胞展示文庫，且其中所述具有表面的固體材料底物是具有表面的無機或有機結(jié)晶固體材料。120.一種制品，所述制品包括具有表面的固體材料和一種或多種選擇性結(jié)合至所述表面的生物分子，其中所述一種或多種生物分子是具有獲自組合真核細胞展示文庫的序列的合成肽或蛋白質(zhì)。121.一種使來自細胞展示文庫的生物分子選擇性結(jié)合固體材料表面的方法，所述方法包括以下步驟提供真核組合細胞展示文庫，其中所述文庫包含眾多表達生物分子；提供具有表面的固體材料；使所述細胞展示文庫與所述具有表面的固體材料在能導致所述來自真核細胞展示文庫的眾多表達生物分子選擇性結(jié)合所述表面的條件下相接觸。122.121的方法，其中所述組合細胞展示文庫是酵母、昆蟲、植物或哺乳動物細胞展示文庫。123.根據(jù)121的方法，其中所述組合細胞展示文庫是酵母文庫。124.根據(jù)121的方法，其中所述組合細胞展示文庫是在酵母上作為融合體展示的人單鏈可變片斷抗體文庫。125.根據(jù)121的方法，其中所述組合細胞展示文庫是在酵母上作為融合體展示的肽文庫。126.根據(jù)121的方法，其中所述眾多生物分子是眾多蛋白質(zhì)或肽。127.根據(jù)121的方法，其中所述細胞展示文庫包含具有表面的成員，所述成員包含具有能導致選擇性結(jié)合的多肽結(jié)合位點的表達生物分子。128.根據(jù)121的方法，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的結(jié)晶固體材料。129.根據(jù)121的方法，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的無機固體材料。130.根據(jù)121的方法，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的半導體材料。131.根據(jù)121的方法，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的金屬材料。132.根據(jù)121的方法，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的磁性材料。133.根據(jù)121的方法，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的陶瓷材料。134.根據(jù)121的方法，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的有機材料。135.根據(jù)121的方法，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的聚合物材料。136.根據(jù)121的方法，其中所述具有表面的固體材料在所述接觸步驟之前先經(jīng)過表面處理，以限制所述眾多表達生物分子與所述表面之間的非特異性相互作用。137.根據(jù)121的方法，其中所述具有表面的固體材料是單晶非粒狀固體材料。138.根據(jù)121的方法，其中所述具有表面的固體材料是固體顆粒材料。139.根據(jù)121的方法，所述方法進一步包括調(diào)節(jié)所述文庫的表達的步驟。140.根據(jù)121的方法，所述方法進一步包括分離能選擇性結(jié)合所述具有表面的固體材料的表達生物分子的步驟。141.根據(jù)121的方法，其中所述組合細胞展示文庫是酵母文庫，且其中所述具有表面的固體材料是具有表面的無機固體材料。142.根據(jù)121的方法，其中所述組合細胞展示文庫是酵母文庫，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的無機固體材料，且其中所述細胞展示文庫包含具有表面的酵母成員，所述酵母成員包含具有能導致選擇性結(jié)合的多肽結(jié)合位點的表達生物分子。143.根據(jù)121的方法，其中所述組合細胞展示文庫是酵母文庫，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的無機固體材料，其中所述細胞展示文庫包含具有表面的酵母成員，所述酵母成員包含具有能導致選擇性結(jié)合的多肽結(jié)合位點的表達生物分子，且其中所述具有表面的固體材料經(jīng)過表面處理，以限制所述眾多表達生物分子與所述表面之間的非特異性相互作用。144.根據(jù)121的方法，其中所述組合細胞展示文庫是酵母文庫，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的有機固體材料，其中所述細胞展示文庫包含具有表面的成員，所述成員包含具有能導致選擇性結(jié)合的多肽結(jié)合位點的表達生物分子，且其中所述具有表面的固體材料經(jīng)過表面處理，以限制所述眾多表達生物分子與所述表面之間的非特異性相互作用。145.一種生長固體顆粒材料的方法，所述方法包括以下步驟將所述固體顆粒材料的一種或多種前體試劑，與一種或多種與所述固體顆粒材料特異性結(jié)合的所選真核組合細胞展示文庫成員，在能使所述固體顆粒材料在所述一種或多種真核組合展示文庫成員存在下形成的條件下混合。146.根據(jù)145的方法，其中所述固體顆粒材料是納米顆粒材料。147.根據(jù)145的方法，其中所述固體顆粒材料是無機顆粒材料。148.根據(jù)145的方法，其中所述固體顆粒材料是有機顆粒材料。149.根據(jù)145的方法，其中所述固體顆粒材料是磁性顆粒材料。150.根據(jù)145的方法，其中所述固體顆粒材料是金屬顆粒材料。151.根據(jù)145的方法，其中所述固體顆粒材料是納米結(jié)晶材料。152.根據(jù)145的方法，其中所述固體顆粒材料是量子點材料。153.根據(jù)145的方法，其中所述固體顆粒材料是半導體材料。154.根據(jù)145的方法，其中所述條件包括約300℃或更低的溫度。155.根據(jù)145的方法，其中所述條件包括約100℃或更低的溫度。156.根據(jù)145的方法，其中所述條件包括約0℃至約40℃的溫度。157.根據(jù)145的方法，其中所述條件包括約20℃至約40℃的溫度。158.一種生長固體顆粒材料的方法，所述方法包括以下步驟從真核細胞展示文庫中鑒定出能選擇性結(jié)合固體材料的生物分子；將所述固體材料的一種或多種前體試劑與所述生物分子在能使所述固體材料成為固體顆粒材料的條件下混合。159.根據(jù)158的方法，其中所述真核細胞展示文庫是酵母或哺乳動物細胞展示文庫。160.根據(jù)158的方法，其中所述真核細胞展示文庫是酵母細胞展示文庫。161.根據(jù)158的方法，其中所述生物分子是肽或蛋白質(zhì)。162.根據(jù)158的方法，其中所述生物分子是抗體。163.根據(jù)158的方法，其中所述固體材料是結(jié)晶材料。164.根據(jù)158的方法，其中所述固體材料是無機材料。165.根據(jù)158的方法，其中所述固體材料是半導體材料。166.根據(jù)158的方法，其中所述固體顆粒材料納米顆粒固體材料。167.根據(jù)158的方法，其中所述真核細胞展示文庫是酵母細胞展示文庫，其中所述生物分子是肽或蛋白質(zhì)，且其中所述固體材料是結(jié)晶材料。168.根據(jù)158的方法，其中所述真核細胞展示文庫是酵母細胞展示文庫，其中所述生物分子是肽或蛋白質(zhì)，其中所述固體材料是無機材料，且其中所述固體顆粒材料是納米顆粒固體材料。169.168的方法，其中所述納米顆粒固體材料的平均顆粒直徑為約1nm至約10nm。170.一種表達生物分子的組合物，所述表達生物分子的組合物能選擇性結(jié)合固體材料表面，其中所述生物分子由真核細胞表達。171.170的生物分子，其中所述真核細胞是酵母、昆蟲、植物或哺乳動物細胞，所述生物分子是肽或蛋白質(zhì)。172.170的生物分子，其中所述真核細胞是酵母、昆蟲、植物或哺乳動物細胞，所述生物分子是抗體。173.170的生物分子，其中所述真核細胞是酵母細胞，所述生物分子是肽或蛋白質(zhì)。174.根據(jù)170的生物分子，其中所述真核細胞表面展示所述生物分子。175.根據(jù)170的生物分子，其中所述真核細胞分泌所述生物分子。176.一種表達肽的組合物，所述表達肽的組合物能選擇性結(jié)合固體材料表面，其中所述肽由真核細胞表達。177.176的肽，其中所述真核細胞是酵母細胞。178.176的肽，其中所述真核細胞表面展示所述肽。179.176的肽，其中所述真核細胞表面分泌所述肽。180.一種生物分子，所述生物分子能選擇性結(jié)合具有表面的固體材料，且能用真核細胞展示文庫進行鑒定。181.根據(jù)180的生物分子，其中所述真核細胞展示文庫是酵母文庫。182.根據(jù)180的生物分子，其中所述生物分子是肽或蛋白質(zhì)。183.根據(jù)181的生物分子，其中所述生物分子是肽或蛋白質(zhì)。附圖簡述圖1.結(jié)合CdS的酵母文庫。(A)在d3輪淘選后表達表面展示scFv抗體的酵母文庫結(jié)合單晶CdS[A-板]。(B)表達CD20胞外域而不是scFv文庫的酵母對照克隆不結(jié)合單晶CdS。透射光顯微圖像大小約為260μm2。插圖顯示結(jié)合CdS的單芽殖酵母細胞和對應的CdS晶體在SD中溫育24小時后的酵母培養(yǎng)物。圖2.結(jié)合CdS的細胞的定量。(A)細胞所覆蓋的百分表面積從結(jié)合CdS的分離克隆和設計突變體(表I)的圖像計算。親代克隆以深灰色柱形表示，突變體以淺灰色柱形表示。(B)CdS克隆E01結(jié)合一批各不相同材料的試驗結(jié)果單晶CdS、蒸發(fā)到玻璃上的Au、薄膜FePt、單晶Al2O3、外延生長的GaN均歸一化到CdS。所列的值為多個實驗獲取的圖像的幾何平均數(shù)±標準偏差。圖3.對多種材料進行淘選而分離的結(jié)合克隆實例。e3輪淘選中鑒定出的各序列在酵母中表達。(A)4H01，為全長scFv抗體，選擇性結(jié)合Al2O3勝過結(jié)合GaN。(B)4H09，為全長scFv抗體，選擇性結(jié)合GaN勝過結(jié)合Al2O3。(C)A02，為scFv片斷(表II)，選擇性結(jié)合Au勝過結(jié)合CdS。(D)G02，為scFv片斷(表II)，被展示時(開)結(jié)合FePt，其表達被葡萄糖阻遏時(關(guān))不結(jié)合FePt。光學顯微圖像約為340μm×260μm。圖4.表達新型材料相互作用性蛋白質(zhì)的酵母的應用。(A)生物膜涂層的Au表面通過使酵母克隆A02生長2天來創(chuàng)建。(B)在t＝0，從CdS表面清除選定部分的表達CdS克隆D01的結(jié)合細胞。24小時生長后，觀察到細胞結(jié)合被清除的區(qū)域。48小時內(nèi)，生物膜完全自體愈合。(C)用材料特異性酵母標記金屬-絕緣體異質(zhì)結(jié)構(gòu)?？寺02能選擇性結(jié)合FePt勝過結(jié)合SiN和SiO2。每張圖像上顯示有比例尺。圖5.對結(jié)合的遺傳調(diào)節(jié)。將針對CdS單晶淘選而選出的酵母克隆d7群體在葡萄糖培養(yǎng)基中生長。(A)無抗體文庫表達時，細胞不結(jié)合CdS單晶。(B)相同的細胞轉(zhuǎn)換到半乳糖培養(yǎng)基(SG)則結(jié)合CdS，表明相互作用依賴于文庫表達。透射光顯微圖像大小約為540μm×540μm。圖6.分離克隆與突變體相比對Au或FePt的相對結(jié)合能力。用結(jié)合Au(A)或FePt(B)的分離克隆和設計突變體(見表II)的圖像計算Au表面上結(jié)合的細胞數(shù)。突變克隆的細胞結(jié)合數(shù)(淺灰色柱形)對其各自的親本克隆(深灰色柱形)進行歸一化。所列的值為多個實驗獲取的圖像的幾何平均數(shù)±標準偏差。圖7.以生物分子為模板的CdS納米顆粒發(fā)出的熒光。當暴露于紫外光源時，從合成的D07肽(biot-SGGGDVHHHGRHGAEHADI-c，)與金屬鹽混合的樣品觀察到強烈熒光(中間)，但從單獨的肽D07或單獨的金屬鹽沒有觀察到熒光(左邊)。與金屬鹽混合的對照肽FP-I(n-HNKHLPSTQPLA-c)，當以1∶1與金屬鹽混合時產(chǎn)生少量熒光，當以1∶10混合時沒有熒光。肽和金屬鹽的濃度在圖中顯示。所有反應均在室溫、標準大氣壓下在水中進行。圖8.在D07肽或?qū)φ针腇P-1存在下生長的CdS納米顆粒的吸收光譜和光致發(fā)光光譜。用D07肽生長的顆粒顯示400-450nm之間的吸收front和對應的熒光峰(約500nm處有最大值)，這是顯示量子局限效應的納米顆粒的特征。而用對照肽FP-1生長的顆粒顯示更接近于大塊CdS的515nm的弱吸收front，且顯示的熒光如有也很弱。濃度以325uM(比例＝10)至32uM(比例＝1)的比例范圍表示。詳述I.引言與技術(shù)文獻在描述本發(fā)明的過程中，本申請人參考了可用于實施本發(fā)明的技術(shù)文獻，但并沒有承認所引用的技術(shù)文獻是現(xiàn)有技術(shù)。除在本引言中提到的文獻外，在本說明書的結(jié)尾還提供了參考文獻一覽表。這些參考文獻通過引用整體結(jié)合到本文中。2004年2月5日提交的Belcher和Peele等的臨時專利申請系列號60/541,757(“細胞展示文庫”)的整體，包括附圖、表、權(quán)利要求書和工作實施例，通過引用結(jié)合到本文中并支持本文。在本發(fā)明中，真核組合細胞展示文庫(包括組合酵母細胞展示文庫)的篩選可用于產(chǎn)生蛋白質(zhì)特異性親和試劑，用于治療和藥物發(fā)現(xiàn)(1)。這些文庫可包含眾多表達生物分子。雖然對于酵母展示系統(tǒng)來說已取得許多進展(2)，但未曾針對具有表面的固體材料篩選過酵母展示文庫，所述固體材料包括例如本發(fā)明所述的無機材料和其他技術(shù)上重要的材料。最近，在開發(fā)針對無機材料的蛋白質(zhì)特異性方面取得了有用的進展，所述開發(fā)的想法在于能夠選擇或開放出蛋白質(zhì)，以結(jié)合各種類型的無機材料和/或指導所述無機材料的合成(3)。實例包括噬菌體展示的肽文庫(4-8)、細菌表面展示的多肽(9-11)和單克隆抗體文庫(12)。雖然這些系統(tǒng)已經(jīng)是有用的，但真核生物和酵母展示的文庫顯示某些優(yōu)點，這在本文中將有進一步的描述。在本發(fā)明中，可利用展示在真核細胞上的組合蛋白質(zhì)多樣性，來將基于蛋白質(zhì)的系統(tǒng)對無機材料的識別能力和遺傳學的本領兩者與真核細胞的遺傳調(diào)節(jié)、生長和感覺能力結(jié)合在一起。真核細胞如酵母能夠有效地展示翻譯后修飾的或復雜的蛋白質(zhì)，如抗體片斷(13)和受體(14)，這如果使用細菌或噬菌體展示系統(tǒng)將不那么容易實現(xiàn)。此外，使用細胞進行篩選的優(yōu)點是具有高拷貝數(shù)展示的潛力，容易通過光學顯微鏡術(shù)或熒光激活細胞分選術(shù)(FACS)檢測，不用第二宿主即可進行擴增和遺傳調(diào)節(jié)展示的能力(15，16)。較之噬菌體相對較大的細胞使得可以將機械力施加于顆粒狀細胞體，以定量探測生物分子-材料間相互作用(17)。使用酵母來潛在地生產(chǎn)以生物分子為模板的材料勝過使用其他細胞或基于蛋白質(zhì)的系統(tǒng)的另一個優(yōu)點是，酵母的可量測性和成本效益性，這一優(yōu)點已被探究和利用了千百年(18)。本文描述了用以鑒定能與無機材料相互作用的蛋白質(zhì)生物分子的新方法，在某些實施方案中，所述方法依賴于活酵母細胞在其表面上表達和展示蛋白質(zhì)或肽的組合文庫，然后針對材料淘選所述活酵母細胞，接著擴增結(jié)合的細胞。例如，可針對一批不同的技術(shù)上重要材料，包括半導體、磁性材料和金屬材料，淘選展示在釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae)上的人單鏈抗體文庫(13)。可鑒定出材料特異性抗體和多肽，并描述系統(tǒng)的一般特征。具體的說，由移碼和截短產(chǎn)生的肽序列可比全長單鏈抗體優(yōu)先分離，盡管它們在開始的群體中只占少數(shù)。這一新系統(tǒng)為尋找醫(yī)學上或工業(yè)上可應用的基于細胞或蛋白質(zhì)的試劑提供了途徑，該試劑能介導與技術(shù)上重要材料、微電子元件或混成裝置的相互作用。另外，由于如生物礦化所顯示(19-21)，生物已進化出復雜的系統(tǒng)來控制無機材料，如果能夠用人工改造的系統(tǒng)在細胞水平上實行選擇，則可洞察天然生物礦化系統(tǒng)的分子機制。使用本發(fā)明的方法，可從細胞展示文庫中鑒定出能夠結(jié)合、生長、裝配和組織具有技術(shù)意義的材料的生物分子。所述鑒定可通過篩選方法來進行，其中可例如使所述文庫反復地與具有表面的材料相接觸，并經(jīng)反復篩選使能選擇性結(jié)合所述表面的文庫成員相對于不能結(jié)合所述表面的文庫成員逐步得到分離和富集。這些用以進行選擇性富集的方法可稱之為淘選或生物淘選。例如，用以進行選擇性富集的篩選方法是公知的針對固體表面的噬菌體展示組合篩選方法已在以下得到描述并可在本發(fā)明的實施中加以參考，包括例如Belcher等的美國專利申請(1)“BiologicalControlofNanoparticleNucleation，Shape，andCrystalPhase(納米顆粒成核作用、形狀和結(jié)晶相的生物控制)”；2003/0068900；2003年4月10日公開；(2)“NanoscaleOrderingofHybridMaterialsUsingGeneticallyEngineeredMesoscaleVirus(用遺傳工程改造的中尺度病毒對雜化材料進行納米尺度有序化)”；2003/0073104；2003年4月17日公開；(3)“BiologicalControlofNanoparticles(納米顆粒的生物控制)”；2003/0113714；2003年6月19日公開；和(4)“MolecularRecognitionofMaterials(材料的分子識別)”；2003/0148380；2003年8月7日公開，這些專利申請通過引用整體結(jié)合到本文中。Belcher等的另外的美國專利申請包括(5)2003年9月4日提交的系列號10/654,623(“Composition，Method，andUseofBiFunctionalBiomaterials(雙功能生物材料的組成、方法和應用)”)；(6)2003年9月22日提交的系列號10/665,721(“PeptideMediatedSynthesisofMetallicandMagneticNanoparticles(金屬納米顆粒和磁性納米顆粒的肽介導合成)”)；(7)2003年9月24日提交的系列號10/668,600(“FabricatedBiofilmStorageDevice(裝配式生物膜儲存裝置)”)；(8)2003年10月15日提交的美國臨時系列號60/510,862(“ViralFibers(病毒纖維)”)和2004年10月15日提交的美國正式申請系列號10/965,665；(9)2003年10月15日提交的美國臨時系列號60/511,102(“MultifunctionalBiomaterials...(多功能生物材料...)”)和2004年10月15日提交的美國正式申請系列號10/965,227；和(10)2004年1月5日提交的美國臨時系列號60/534,102(“InorganicNanowires(無機納米絲)”)和2004年10月29日提交的美國正式申請系列號(現(xiàn)在未給出)。Belcher等以外的可用于實施本發(fā)明(包括鑒定生物分子和與不同類型的材料結(jié)合)的技術(shù)文獻包括·MaoC等.Viralassemblyoforientedquantumdotnanowires(定向量子點納米絲的病毒裝配).ProcNatlAcadSciUSA.2003年6月10日；100(12)6946-51.·LeeSW等.Orderingofquantumdotsusinggeneticallyengineeredviruses(用遺傳工程改造的病毒進行量子點的有序化).Science.2002年5月3日；296(5569)892-5.·FlynnC等.SynthesisandorganizationofnanoscaleII-VIsemiconductormaterialsusingevolvedpeptidespecificityandviralcapsidassembly(應用設計的肽特異性和病毒衣殼裝配合成和組織納米尺度II-VI半導體材料).J.Mater.Chem.2003，13(網(wǎng)上預發(fā)表文章).·SeemanNC，BelcherAM.Emulatingbiologybuildingnanostructuresfromthebottomup(仿效生物學顛倒建造納米結(jié)構(gòu)).ProcNatlAcadSciUSA.2002年4月30日；99Suppl26451-5.·Whaley等.Selectionofpeptideswithsemiconductorbindingspecificityfordirectednanocrystalassembly(具有針對定向納米晶體裝配的半導體結(jié)合特異性的肽的選擇).Nature.2000年6月8日；405(6787)665-8。另外，酵母展示文庫描述于例如Kieke等的美國專利申請第6,300,065號(2001年10月9日)；Wittrup等的第6,331,391號(2001年12月18日；已撤回)；第6,423,538號；第6,300,065號；和Kranz等的專利申請出版物2002/0058253(2002年5月16日)。Wittrup等的另外的技術(shù)文獻可用于本發(fā)明的實施，包括例如·Bhatia等.RollingAdhesionKinematicsofYeastEngineeredToExpressSelectins(經(jīng)工程改造表達選擇蛋白的酵母的前滾黏著運動學).BiotechnolProg.2003年6月；19(3)1033-1037.·Feldhaus等.Flow-cytometricisolationofhumanantibodiesfromanonimmuneSaccharomycescerevisiaesurfacedisplaylibrary(通過流式細胞術(shù)從非免疫釀酒酵母表面展示文庫分離人抗體).NatBiotechnol.2003年2月；21(2)163-70.·YeungYA，WittrupKD.QuantitativescreeningofYeastsurface-displayedpolypeptidelibrariesbymagneticbeadcapture(通過磁珠捕捉定量篩選酵母表面展示的多肽文庫).BiotechnolProg.2002年3-4月；18(2)212-20.·WittrupKD.Proteinengineeringbycell-surfacedisplay(通過細胞表面展示進行的蛋白質(zhì)工程).CurrOpinBiotechnol.2001年8月；12(4)395-9.·BoderET，WittrupKD.Yeastsurfacedisplayfordirectedevolutionofproteinexpression，affinity，andstability(進行蛋白質(zhì)表達、親和性和穩(wěn)定性的定向進化的酵母表面展示).MethodsEnzymol.2000；328430-44.·WittrupKD.Thesinglecellasamicroplatewell(作為微量培養(yǎng)板孔的單細胞).NatBiotechnol.2000年8月；18(10)1039-40.·BoderET，MidelfortKS，WittrupKD.Directedevolutionofantibodyfragmentwithmonovalentfemtomolarantigen-bindingaffinity(具有單價飛摩爾抗原結(jié)合親和性的抗體片斷的定向進化).ProcNatlAcadSciUSA.2000年9月26日；97(20)10701-5.·BoderET，WittrupKD.Optimalscreeningofsurface-displayedpolypeptidelibraries(表面展示的多肽文庫的優(yōu)化篩選).BiotechnolProg.1998年1-2月；14(1)55-62.·HollerPD等.InvitroevolutionofaTcellreceptorwithhighaffinityforpeptide/MHC(對肽/MHC具有高親和性的T細胞受體的體外進化).ProcNatlAcadSciUSA.2000年5月9日；97(10)5387-92.·BannisterSJ，WittrupKD.GlutathioneexcretioninresponsetoheterologousproteinsecretioninSaccharomycescerevisiae(釀酒酵母響應異源蛋白質(zhì)分泌進行的谷胱甘肽排泄).BiotechnolBioeng.2000年5月20日；68(4)389-95.·VanAntwerpJJ，WittrupKD.Fineaffinitydiscriminationbyyeastsurfacedisplayandflowcytometry(通過酵母表面展示和流式細胞術(shù)進行細微親和性辨別).BiotechnolProg.2000年1-2月；16(1)31-7.·KiekeMC等.SelectionoffunctionalTcellreceptormutantsfromyeastsurface-displaylibrary(從酵母表面展示文庫選擇功能性T細胞受體突變體).ProcNatlAcadSciUSA.1999年5月11日；96(10)5651-6.·ShustaEV等.IncreasingthesecretorycapacityofSaccharomycescerevisiaeforproductionofsingle-chainantibodyfragment(提高釀酒酵母生產(chǎn)單鏈抗體片斷的分泌能力).NatBiotech.1998年8月；16(8)773-7.·BoderET，WittrupKD.Yeastsurfacedisplayforscreeningcombinatorialpolypeptidelibraries(用于篩選組合多肽文庫的酵母表面展示).NatBiotechnol.1997年6月；15(6)553-7.另參見WittrupKD.Disulfidebondformationandeukaryoticsecretoryproductivity(二硫鍵形成與真核生物分泌的生產(chǎn)率).CurrOpinBiotechnol.1995年4月；6(2)203-8。WittrupKD.Disulfidebondformationandeukaryoticsecretoryproductivity(二硫鍵形成與真核生物分泌的生產(chǎn)率).CurrOpinBiotechnol.1995年4月；6(2)203-8?？捎糜诒景l(fā)明的實施的另外參考文獻可在本說明書結(jié)尾的參考文獻列表中找到。在實施本發(fā)明過程中，可使用本領域技術(shù)內(nèi)的分子生物學、遺傳工程、微生物學和重組DNA技術(shù)，這種技術(shù)在文獻中得到充分的闡述(例如參見美國專利第6,423,538號；第6,331,391號(已撤回)；和第6,300,065號及Wittrup等的美國專利第6,331,391號中9列，60行到10列，6行引用的參考文獻；以及本說明書結(jié)尾引用的參考文獻)。另參見Georgiou的美國專利第5,866,344號；Fowlkes等的第5,935,823號；和Higuchi等的第6,214,613號。最后，本發(fā)明的一個實施方案是酵母系統(tǒng)，以下參考文獻可用于提供能與固體材料表面相互作用的本發(fā)明酵母系統(tǒng)?！ohoM，YamanakaC，MurayamaT.Cd2+accommodationbySaccharomycescerevisiae(釀酒酵母對Cd2+的順應).Microbios.1986；45(184-185)169-79.·DameronCT，WingeDR.Peptide-mediatedformationofquantum半導體(量子半導體的肽介導形成).TrendsBiotechnol.1990年9月；8(1)3-6.·DameronCT，SmithBR，WingeDR.Glutathione-coatedcadmium-sulfidecrystallitesinCandidaglabrata(光滑假絲酵母中谷胱甘肽包被的硫化鎘微晶).JBiolChem.1989年10月15日；264(29)17355-60.·MutohN，HayashiY.IsolationofmutantsofSchizosaccharomycespombeunabletosynthesizecadystin，smallcadmium-bindingpeptides(不能合成cadystin——鎘結(jié)合小肽的粟酒裂殖酵母突變體的分離).BiochemBiophysResCommun.1988年2月29日；151(1)32-9.·HayashiY，NakagawaCW，MurasugiA.UniquepropertiesofCd-bindingpeptidesinducedinfissionyeast，Schizosaccharomycespombe(裂殖酵母——粟酒裂殖酵母誘導的Cd結(jié)合肽的獨特性質(zhì)).EnvironHealthPerspect.1986年3月；6513-9.·BarbasJ，SanthanagopalanV，BlaszczynskiM，EllisWRJr，WingeDR.ConversioninthepeptidescoatingcadmiumsulfidecrystallitesinCandidaglabrata(肽包被鎘的轉(zhuǎn)化光滑假絲酵母中的硫化物微晶).JInorgBiochem.1992年11月1日；48(2)95-105.·MehraRK，MulchandaniP，HunterTC.RoleofCdSquantumcrystallitesincadmiumresistanceinCandidaglabrata(CdS量子微晶在光滑假絲酵母的鎘抗性中的作用).BiochemBiophysResCommun.1994年5月16日；200(3)1193-200.·HolmesJD，SmithPR，Evans-GowingR，RichardsonDJ，RussellDA，SodeauJR.Energy-dispersiveX-rayanalysisoftheextracellularcadmiumsulfidecrystallitesofKlebsiellaaerogenes(產(chǎn)氣克雷伯菌的胞外硫化鎘微晶的能量分散X射線分析).ArchMicrobiol.1995年2月；163(2)143-7.·ReeseRN，WingeDR.Sulfidestabilizationofthecadmium-gamma-glutamylpeptidecomplexofSchizosaccharomycespombe(粟酒裂殖酵母的鎘-γ-谷氨酰肽復合物的硫化物穩(wěn)定化).JBiolChem.1988年9月15日；263(26)12832-5·HolmesJD，RichardsonDJ，SaedS，Evans-GowingR，RussellDA，SodeauJR.Cadmium-specificformationofmetalsulfide‘Q-particles’byKlebsiellapneumoniae(肺炎克雷伯菌進行的金屬硫化物‘Q顆粒’的鎘特異性形成).Microbiology.1997年8月；143(Pt8)2521-30.·MehraRK，TranK，ScottGW，MulchandaniP，SainiSS.Ag(I)-bindingtophytochelatins(Ag(I)對植物螯合肽的結(jié)合).JInorgBiochem.1996年2月；61(2)125-42.·CoblenzA，WoIfK.TheroleofglutathionebiosynthesisinheavymetalresistanceinthefissionyeastSchizosaccharomycespombe(谷胱甘肽生物合成在裂殖酵母——粟酒裂殖酵母的重金屬抗性中的作用).FEMSMicrobiolRev.1994年8月；14(4)303.·MehraRK，MulchandaniP，HunterTC.RoleofCdSquantumcrystallitesincadmiumresistanceinCandidaglabrata(CdS量子微晶在光滑假絲酵母的鎘抗性中的作用).BiochemBiophysResCommun.1994年5月16日；200(3)1193-200.·MehraRK，MulchandaniP，HunterTC.RoleofCdSquantumcrystallitesincadmiumresistanceinCandidaglabrata.BiochemBiophysResCommun.1994May16；200(3)1193-200.·MinneySF，QuirkAV.GrowthandadaptationofSaccharomycescerevisiaeatdifferentcadmiumconcentrations(釀酒酵母在不同鎘濃度下的生長和適應).Microbios.1985；42(167)37-44。II.細胞展示文庫細胞組合展示文庫是本領域公知的(參見例如以上I節(jié)；參見以下參考文獻2及其中引用的參考文獻；另參見例如K.Higuchi等的美國專利第6,214,613號“ExpressionScreeningVector(表達篩選載體)”)。例如，類似于蛋白質(zhì)在例如瓊脂糖凝膠上的固定化，蛋白質(zhì)在細胞表面上的展示可提供支持體(support)?？蓪⒈磉_蛋白質(zhì)展示在細胞表面上，而不是將可溶性蛋白質(zhì)共價連接到惰性支持體基體(supportmatrix)。這樣，就可操作細胞，如同它們是支持介質(zhì)(supportmedia)中微米大小的珠。因此，細胞表面展示可用來繞開結(jié)合蛋白質(zhì)和酶的單獨表達、純化和固定化。另外，所述生物分子可從細胞中分泌出來而不是展示在細胞表面上。真核組合細胞展示文庫(包括酵母文庫)可用于本發(fā)明的實施，其中所述文庫包含眾多表達生物分子。真核細胞展示文庫包括例如酵母、昆蟲、植物和哺乳動物文庫。細胞可為細胞系，或者可為原代培養(yǎng)細胞類型。哺乳動物細胞，包括其遺傳工程和細胞表面展示程序是公知的。參見例如Beach等的美國專利第6,255,071號(2001年7月3日)；Zambrowicz等的第6,207,371號(2001年3月27日)；和Sands等的第6,136,566號(2000年10月24日)。另參見例如Holmes等，J.Immunol.Methods，1999，230141-147；Chesnut等，J.Immunol.Methods，1996，19317-27；Chou等，BiotechnolBioeng，1999，65160-169。具體地說，本發(fā)明中優(yōu)選酵母文庫。對酵母的選擇并沒有特別的限制。例如，可使用釀酒酵母(S.cerevisiae)。酵母的一般細胞特性是公知的，可用于本發(fā)明的實施。參見例如Walker，G.M.YeastPhysiologyandBiotechnology(酵母生理學和生物技術(shù))，JohnWiley，1998。例如，可使用不同細胞大小、性狀和顏色的酵母，且可改變酵母環(huán)境的物理和化學條件以按需改變酵母。酵母細胞的一個實例在以下工作實施例中提供。釀酒酵母通常為橢圓形，其大小例如大直徑為約5微米至約10微米，小直徑為約1微米至約7微米。單倍體細胞的平均細胞體積可為例如約25立方微米至約35立方微米。二倍體細胞的平均細胞體積可為例如約50立方微米至約60立方微米。細胞大小可隨菌齡增大。酵母可包含大分子成分，包括例如蛋白質(zhì)、糖蛋白、多糖、聚磷酸鹽、脂質(zhì)和核酸?？墒褂靡阎募毎麑W方法，包括顯微術(shù)、相差顯微術(shù)、染色法、熒光染料、熒光顯微術(shù)、綠色熒光蛋白(GFP)和流式細胞術(shù)。表達生物分子可為能提供相互作用的遺傳編碼生物分子，發(fā)生相互作用時，可通過與固體材料的表面相互作用實現(xiàn)特異性和選擇性結(jié)合。例如，生物分子可在質(zhì)粒中編碼，其文庫可在酵母細胞中或表面上產(chǎn)生，或者從酵母細胞中分泌出來。在另一個實施例中，生物分子可在反轉(zhuǎn)錄病毒構(gòu)建物中遺傳編碼，其文庫可在細胞如哺乳動物或人類細胞中或表面上產(chǎn)生。對生物分子沒有特別的限制，但通?？蔀榧毎磉_過程的對象。生物分子可包括肽、寡肽和多肽。它們可為蛋白質(zhì)。它們可為抗體或抗體片斷。生物分子的修飾包括生物素化、糖基化、二硫化物形成、糖基化、蛋白酶解、十四烷基化、prenelation、棕櫚?；?、法尼基化、連接、摻入非天然氨基酸、環(huán)化和摻入離子。生物分子可包括肽和蛋白質(zhì)及它們的衍生物。生物分子可包括抗體或抗體片斷，包括scFv片斷。對生物分子與表面之間的相互作用類型沒有特別限制，只要能實現(xiàn)結(jié)合即可，不過本領域公知的相互作用包括靜電相互作用、離子相互作用、疏水相互作用、范德華相互作用、共價相互作用、黏著等。生物分子可在細胞內(nèi)部或細胞表面上產(chǎn)生。在一個實施方案中，細胞展示文庫是展示在酵母表面上的人單鏈可變片斷抗體文庫。在一個實施方案中，所述眾多生物分子是眾多蛋白質(zhì)或肽。具體的說，細胞展示文庫可包含具有表面的成員，所述成員包含具有能導致選擇性結(jié)合的結(jié)合位點如多肽結(jié)合位點的表達生物分子。在一個實施方案中，生物分子可被遺傳工程改造，以使除特異性結(jié)合具有表面的固體材料外還可特異性結(jié)合另一種不同的表面。所述生物分子可例如具有兩個或多個能提供選擇性或特異性結(jié)合的位點，起到連接序列部分的作用。例如，所述生物分子可結(jié)合具有表面的固體材料，然后在第二個結(jié)合位點結(jié)合另一種表面。對文庫多樣性沒有特別的限制，但可為例如大于104、大于105、大于106、大于107或大于108個克隆?？捎脝我晃膸爝M行篩選?；蛘咭部捎靡幌盗休^小的文庫進行篩選。本發(fā)明的一個重要方面在于通過可調(diào)節(jié)系統(tǒng)進一步控制過程，包括時序控制或空間控制。例如，生物分子的展示可通過控制生物分子的轉(zhuǎn)錄或翻譯來調(diào)節(jié)。可使用外界信號(cue)，這些外界信號能為額外控制提供許多選擇可能，所述額外控制包括對細胞生長、信號轉(zhuǎn)導、轉(zhuǎn)錄、翻譯和蛋白質(zhì)功能的時序控制。例如在一個實施方案中，生物分子如肽可在營養(yǎng)可調(diào)節(jié)遺傳元件如半乳糖可調(diào)節(jié)啟動子的下游編碼。在這個實施方案中，將宿主細胞轉(zhuǎn)換到含葡萄糖或半乳糖的生長培養(yǎng)基，可控制肽的轉(zhuǎn)錄。因此，可用營養(yǎng)物來調(diào)節(jié)文庫的表達。如果編碼肽可結(jié)合或裝配納米結(jié)晶材料或其他材料，則對肽的展示或分泌的調(diào)節(jié)可使能夠?qū)Σ牧铣练e進行時序或空間控制?？赏ㄟ^能影響信號轉(zhuǎn)導途徑、轉(zhuǎn)錄、翻譯或分子內(nèi)相互作用的外界信號或刺激，來實現(xiàn)時序控制。可通過多種不同類型的轉(zhuǎn)換機制來控制調(diào)節(jié)。這些機制可直接影響生物分子的轉(zhuǎn)錄、翻譯、折疊、穩(wěn)定性或加工，或者通過信號轉(zhuǎn)導途徑誘導轉(zhuǎn)換機制。轉(zhuǎn)換機制是本領域公知的?？赏ㄟ^外界信號來時序控制生物分子的展示，所述外界信號包括但不限于小分子、可擴散配體例如生長因子、細胞因子、信息素、激素、神經(jīng)遞質(zhì)、糖、氨基酸、核苷酸、營養(yǎng)化合物、光線、射頻、機械轉(zhuǎn)導、磁場、電場、電流、溫度等。可調(diào)節(jié)系統(tǒng)的實例包括1.Gossen，M.和Bujard，H.(1992).Tightcontrolofgeneexpressioninmammaliancellsbytetracycline-responsivepromoters(四環(huán)素應答啟動子對哺乳動物細胞基因表達的緊密控制).ProcNatlAcadSciUSA89，5547-51.2.GariE，PiedrafitaL，AldeaM，HerreroE.Asetofvectorswithatetracycline-regulatablepromotersystemformodulatedgeneexpressioninSaccharomycescerevisiae(一套用于釀酒酵母中調(diào)制基因表達的帶四環(huán)素可調(diào)節(jié)啟動子系統(tǒng)的載體).Yeast.1997年7月；13(9)837-48.3.No，D.，Yao，T.P.和Evans，R.M.(1996)ProcNatlAcadSciUSA93(8)3346-51.(昆蟲激素蛻皮素或其類似物百日青蛻皮酮A(ponA)可激活攜有黑腹果蠅(Drosophilamelanogaster)蛻皮素受體的基因及含蛻皮素受體結(jié)合位點的啟動子兩者的哺乳動物細胞中的轉(zhuǎn)錄作用。)另外，可將不同的啟動子用于酵母表達。例如，Gal1，10啟動子可被半乳糖誘導?？蓪⒑琔AS序列的調(diào)節(jié)區(qū)置于任何其他基因的上游，以賦予半乳糖可誘導表達和葡萄糖阻遏。ADH2啟動子可被葡萄糖阻遏，在不可發(fā)酵碳源上被強烈轉(zhuǎn)錄(類似于Gal1，10，只是不可被半乳糖誘導)。可使用CUP1啟動子，其為金屬硫蛋白基因啟動子。它可被添加到培養(yǎng)基中的銅或銀離子激活。PHO5啟動子可在培養(yǎng)基中磷酸鹽含量低或沒有磷酸鹽的條件下被誘導。還可采用類固醇可誘導表達來調(diào)節(jié)編碼生物分子的表達。在一個實施方案中，可將大鼠糖皮質(zhì)類固醇受體基因置于組成型GPD啟動子之后，以在酵母中表達大鼠糖皮質(zhì)類固醇受體?？捎?個位于CYC1(細胞色素c)基因最小啟動子上游的糖皮質(zhì)類固醇應答元件和待控制目的基因構(gòu)建第二載體。當培養(yǎng)基中添加類固醇激素時，這個系統(tǒng)對劑量依賴性表達起到很好的作用。應答時間快速，添加激素后t1/2為7-9分鐘。熱激誘導的表達可通過將熱激基因的UAS置于最小啟動子之前來實現(xiàn)。另外參見(1)SchenaM.等，Science，1988年8月19日24(4868)965-7，(2)Wright等，J.Biol.Chem.，1990年9月5日265(25)14763-9。細胞展示可以是這樣生物分子被產(chǎn)生出來，并與細胞膜、細胞壁或細胞附器(例如鞭毛、纖毛、傘毛或菌毛)連接而被展示。展示也可出現(xiàn)在細胞溶膠、胞內(nèi)成分或細胞器中。另外，生物分子可從宿主細胞中分泌或釋放出來。III.固體表面對具有表面的固體材料沒有特別的限制，只要表達生物分子選擇性結(jié)合至其表面即可。例如，它可為具有表面的結(jié)晶固體材料或者具有表面的無定形固體材料。它可為單晶、微晶、納米晶或多晶材料。它可為無機或有機簇(cluster)。或者它可為具有表面的無機固體材料，或者為具有表面的有機固體材料。另外，它可為具有表面的半導體材料，金屬材料或者陶瓷或玻璃材料。它可為具有表面的聚合物材料。可使用量子點固體材料。可使用復合材料，如玻璃纖維、木材和混凝土。一般來說，具有硬表面的固體材料比具有軟表面的固體材料要優(yōu)選?？墒褂没旌衔?。對具有表面的固體材料的形式?jīng)]有特別的限制。例如，它可為非固體顆粒材料如薄膜或薄片，或者可為固體顆粒材料。其表面可基本光滑、平坦或彎曲。固體顆粒材料可為宏觀顆粒，其側(cè)向尺寸例如達幾毫米?；蛘咚鼈兛蔀槲⒂^顆?；蚣{米顆粒。一般來說，具有表面的固體材料可包含元素周期表中的任何元素。單晶、多晶材料或納米晶體由元素或元素組合構(gòu)成，包括但不限于Cu、Ag、Au、Fe、Fe3O4、Fe2O3、Pt、FePt、Co、CoPt、Sm、SmCo5、Al、AlAs、AlGaAs、Ti、TiO2、Sn、SnO2、Zn、ZnS、ZnSe、ZnTe、Cd、CdS、CdSe、CdTe、Pb、PbS、PbSe、PbTe、Si、Ge、Ga、GaN、AlGaN、InGaN、In、InP、InAs、Ca、CaCO3、CaPO4等?？墒褂糜缮鲜霾牧霞捌溲趸镅苌飿?gòu)成(但不限于這些材料和衍生物)的非晶材料。材料可為金屬、金屬合金或者金屬離子或可溶性金屬鹽，其由包括但不限于Cu、Ag、Au、Fe、Pt、Co、Sm、Al、Ti、Sn、Zn、Cd、Pb和Ca的元素或元素組合構(gòu)成。底物可為單晶、礦物或薄片。它可為不鍍膜納米顆?；蚍勰??？墒褂媒饘俸痛判圆牧?，包括在例如Belcher等2003年9月22日提交的專利申請系列號10/665,721(“金屬納米顆粒和磁性納米顆粒的肽介導合成”)中描述的金屬和磁性材料。聚合物表面可為例如烴鏈聚合物、有機聚合物、無機聚合物、電子聚合物、半導體聚合物、金屬聚合物、聚吡咯或者服裝聚合物如聚丙烯或聚酯。另外，具有表面的固體材料還可為生物聚合物，例如蜘蛛絲、蠶絲、膠原、木質(zhì)素、幾丁質(zhì)、纖維素和它們的衍生物。在進行選擇性結(jié)合前，可先對表面進行處理。優(yōu)選例如可對具有表面的固體材料進行處理，以限制眾多表達生物分子與表面之間的非特異性相互作用。具有表面的固體材料可為整塊(monolithicblock)材料，或者可為各材料的混合物，包括例如共混物、合金、復合材料。固體材料可具有與表面結(jié)構(gòu)截然不同的主體結(jié)構(gòu)。固體材料可進行表面氧化處理。固體材料可進行改性，以包括具有已知互補識別單元的部分，所述互補識別單元供用于選擇性結(jié)合生物分子。例如，納米顆?？蛇M行表面處理，以包括能從納米顆粒延伸出而進入周圍介質(zhì)中，從而能識別和結(jié)合互補結(jié)構(gòu)的部分。盡管使用固體表面是優(yōu)選的實施方案，但也可對溶液中的底物，例如金屬鹽和活性前體進行選擇性相互作用，所述底物在生物分子存在下可反應形成固體材料。IV.接觸步驟和選擇性結(jié)合的條件對接觸步驟沒有特別的限制，只要提供允許選擇性結(jié)合的條件即可?？捎帽绢I域公知的方法來調(diào)整結(jié)合的嚴謹性，包括調(diào)整pH和改變鹽濃度。可按需調(diào)整結(jié)合時間。通常可使用含水條件，包括含水緩沖條件。對溫度沒有特別的限制，但可使用低于約100℃，更具體的說低于約50℃的溫度。典型的良好溫度范圍可為例如約0℃至約40℃，更具體的說約15℃至約40℃?？墒褂迷试S溫度達約100℃的嗜熱生物。V.其他步驟和因素一旦進行選擇性結(jié)合，可進行更多的步驟，包括分離能選擇性結(jié)合具有表面的固體材料的表達生物分子的步驟?？蔀榇朔蛛x目的使用本領域公知的方法，包括例如利用光學、磁學、電學或物理學特征。特別是可利用熒光特性和磁性特性。例如，可在帶磁性細胞分離裝置的流式細胞儀上進行分離?；蛘?，可通過密度梯度，或者在流體箱(fluidicchamber)中進行分離，或者用離心裝置進行分離。結(jié)合群體中的各克隆可通過本領域公知的方法測序，包括通過PCR直接測序，或者先從克隆中分離DNA，然后在大腸桿菌中擴增來測序。在將完全相同的序列分組后，可確定出眾多獨特的序列。優(yōu)選高百分比的從群體中測序出的克隆能夠在幼稚宿主細胞中賦予結(jié)合能力，優(yōu)選此百分比為至少50％、至少60％，更優(yōu)選至少70％，更優(yōu)選至少80％，還更優(yōu)選至少90％。如果需要，一旦確定了選擇性結(jié)合的生物分子，還可將這些生物分子用于制造材料，特別是進行選擇性結(jié)合的具有表面的固體材料。例如，可在生物分子存在下生長固體顆粒材料，其中所述選擇性結(jié)合控制諸如晶體結(jié)構(gòu)、顆粒大小和反應溫度等因素。固體顆粒材料可為微粒材料或納米顆粒材料。平均顆粒大小可為例如約2nm至約100nm，約5nm至約50nm或約10nm至約25nm。另外的平均顆粒大小可為例如約100nm至約1微米或約1微米至約500微米。對顆粒狀材料沒有特別的限制，但可為例如在以上對具有表面的固體材料的描述中提到的無機材料、有機材料、磁性材料、金屬材料、電子材料、陶瓷材料、氧化物材料、納米晶材料、量子點材料、半導體材料和其他材料。通常，顆粒狀材料可在相對較低的溫度下制備，包括例如約300℃或更低，約100℃或更低，或者約0℃至約40℃，或更具體的說約20℃至約40℃。優(yōu)選環(huán)境溫度，特別是大約室溫。VI.制品可制造包含具有表面的固體材料和表達生物分子的制品，所述表達生物分子選擇性結(jié)合所述表面，且經(jīng)遺傳工程改造能選擇性結(jié)合所述表面。結(jié)合分子可通過遺傳工程、文庫形成和生物淘選直接制備，或者可根據(jù)生物淘選方法的結(jié)果用合成法制備。表達生物分子可在真核細胞展示文庫中表達?？稍诒砻嫔闲纬杀∧?，包括單層薄膜，多層薄膜和單分子層。對薄膜厚度沒有特別的限制，但可為例如約1nm至約100微米，或約10nm至約50微米，或約100nm至約10微米。如果需要，可使用高溫，以除去表面上的有機材料而留下殘余材料。VII.制品的制造方法和使用方法具有特殊意義的應用包括用本文描述的方法和組合物來橋接無機材料和有機材料，或橋接無機材料和活材料。應用包括具有明確特性的釀造材料和低缺陷材料；高密度存儲用磁性材料；自體愈合涂層；生物海綿環(huán)境應用；定位或附著于特定材料或所述材料各區(qū)域(例如細胞-電極、細胞-半導體)；細胞結(jié)合于生物材料和用于移植界面的材料；圖像造影劑；藥物遞送；生物傳感器；基于細胞的傳感器；細胞定位于材料表面；使神經(jīng)細胞于電極連接；直接在細胞上生長量子點或其他材料標記；醫(yī)學植入物。真核細胞展示的另外應用可為噬菌體病毒展示的應用。具體的說，可進行考慮了酵母和其他真核細胞的另外特性的應用，所述另外特性例如1)酵母廉價，能以非常高的產(chǎn)率生產(chǎn)蛋白質(zhì)生物分子，而且如釀造工業(yè)所顯示，其工藝過程非常容易放大；2)細胞可以以更高的拷貝數(shù)產(chǎn)生更大更復雜的或者經(jīng)翻譯后修飾的生物分子；3)細胞是活的，且不斷生長，因此在與涂層有關(guān)的應用中，它們可形成自體愈合活涂層或制品；4)細胞具有感覺能力，能對環(huán)境刺激/條件作出響應。因此，可將生物傳感器方面(aspect)與任何制品組合。例如，細胞在結(jié)合材料時能產(chǎn)生響應，或者細胞可對刺激作出響應，然后結(jié)合材料，例如在展示的調(diào)節(jié)中。可制備試劑盒，包括組合文庫試劑盒。例如，可提供用以在溶液中生長材料的試劑盒，所述試劑盒包含一種或多種成分，包括(1)用以從前體裝配材料的生物分子，(2)能反應形成或裝配成材料的前體，(3)用以協(xié)助該過程的附件，例如管、柱等。可提供用以例如在細胞標記中，在細胞上或細胞中生長材料的試劑盒。成分包括例如(1)用以從前體裝配材料的生物分子的編碼DNA；可將所述DNA給予細胞，細胞然后將生物分子表達成標記物(tag)，(2)裝配成材料的前體，和(3)用以協(xié)助該過程的附件，例如管和柱?？商峁┯靡允辜毎Y(jié)合特定材料例如電極的試劑盒。這些試劑盒可包含能介導與目的材料結(jié)合的生物分子的編碼DNA?？商峁┯靡詸z測特定材料表面，包括通過結(jié)合來鑒定表面缺陷的試劑盒。這些試劑盒可包含(1)表達能結(jié)合特定材料的生物分子的細胞或者所述生物分子本身；如果需要，可提供一批材料特異性克隆，(2)有關(guān)如何使細胞結(jié)合材料及區(qū)分各種材料的方法的說明書。VIII.本發(fā)明的進一步描述和工作實施例本發(fā)明通過下一節(jié)中的工作實施例和對它們的討論作進一步的闡述，下一節(jié)說明了可從組合文庫分離抗體和肽，所述抗體和肽當展示在酵母上時，能介導與各種材料的相互作用，包括II-VI(CdS)和III-V(GaN)半導體、金屬(Au)、磁性合金(FePt)和絕緣體(Al2O3)。以上提到，這些類別的材料在新型晶體管、放大器、光電池、磁存儲器和發(fā)光二極管的開發(fā)上變得日益重要。將這些和其他技術(shù)上重要的材料與生物學整合在一起的方法，將有助于發(fā)展一大批具有潛在生物技術(shù)和醫(yī)學價值的應用。這些材料已在影響生物學的一個實例是II-VI半導體量子點作為細胞和亞細胞成像的光學探針的使用(29)。本文描述的組合方法允許人們工程改造生物制品與電子材料、光學材料和磁性材料之間的可控制特異性黏著相互作用。通過這種細胞淘選方法，可鑒定出scFv片斷多肽以及全長scFv，它們都具有材料特異性，如在CdS克隆E01的情況下。如將通過噬菌體展示選擇的肽用于多種材料所示(3，4)，肽足以介導與平坦材料表面的相互作用。盡管本發(fā)明不受理論的局限，但據(jù)假設由于肽比結(jié)構(gòu)更為復雜的scFv抗體具有更大的構(gòu)象自由度，具有完美或近乎完美的結(jié)構(gòu)來與晶體表面相匹配的肽，將采取能導致與平坦晶體平面發(fā)生能量上有利的相互作用的構(gòu)型，其可能性大于文庫中存在的scFv的可能性。此外，更小的肽可比完全蛋白質(zhì)以更高的水平表達，從而有助于通過親和力(avidity)增強細胞結(jié)合。帶移碼C端多肽的片斷雖然只占文庫的一小部分(不到三分之一)(13)，但主要分離出來的是它們。因此，淘選展示在細胞表面上的龐大隨機肽文庫，也有助于產(chǎn)生材料特異性肽，同時作為噬菌體淘選的補充，還能夠直接結(jié)合顯現(xiàn)。經(jīng)過三輪針對非金屬結(jié)晶材料CdS、Al2O3和GaN的淘選也鑒定出抗體。盡管在這些篩選中仍主要分離出移碼scFv片斷，但這表明全長scFvs也能夠與材料表面發(fā)生相互作用。確定的折疊結(jié)構(gòu)如果通過減少結(jié)合所耗費的熵得以適當折疊，則可介導與材料發(fā)生特異性更強和親和性更高的相互作用。預期這種淘選方法的改進，例如通過使用FACS來富集熒光免疫標記的全長克隆(15)，或者是磁珠富集(26)，將使得可以更好地為各種應用而檢測高親和性材料特異性抗體。此外，可通過使用材料如量子點(30)或生長成顆粒的溶質(zhì)(5-7，31，32)的懸浮液，和用FACS分選、磁性分離(9，26)或密度細胞分離方法篩選能相互作用于或生長這種顆粒狀材料的克隆，來對這種方法加以修改。這種篩選程序，如FACS分選或磁性分離，如果不是不可能在噬菌體上進行的話也是難以進行的，因為噬菌體尺寸小，潛在的結(jié)合熒光或磁性單元數(shù)相對較少，但這種篩選程序卻可在細胞上常規(guī)進行。細胞淘選方法通過相對簡單的實驗程序就能夠鑒定材料特異性蛋白質(zhì)。此外，還證實選定的scFv和片斷酵母克隆可直接作為自體愈合生物膜和材料辨別試劑應用。但是，這些選定的生物分子的效用并不限于在酵母細胞上展示。有意義的是將這種材料結(jié)合蛋白質(zhì)展示在其他真核細胞類型上，以介導細胞-材料相互作用。例如，用以將神經(jīng)元或工程改造的細胞附著于電極的現(xiàn)行方法，可能需要外源黏著分子，會導致不精確的細胞定位(33，34)。本發(fā)明提供的選定蛋白質(zhì)由人神經(jīng)元展示，可使能夠直接附著于Au電極或其他裝置，導致細胞和裝置之間產(chǎn)生直接的界面。這些和類似的生物分子橋可用于植入物、組織工程支架和醫(yī)學診斷和治療。此外，基于細胞的系統(tǒng)是動態(tài)的，具有內(nèi)置的感覺、邏輯和響應機構(gòu)，這由細胞響應環(huán)境信號、調(diào)節(jié)展示和復制的能力證明。因此，靈敏的生物傳感器和生物機械裝置的開發(fā)可得益于細胞與裝置構(gòu)造當中的特定位置的有效偶聯(lián)。最后，工程改造的細胞尤其是酵母可起到蛋白質(zhì)和肽的生物分子工廠的作用(18，35)。通過使用材料特異性生物分子來指導材料的裝配，人們可將細胞的這種合成潛力適用于高價值材料的生產(chǎn)。IX.工作實施例本發(fā)明通過以下非限制性工作實施例作進一步的闡述。I.材料和方法.酵母株和文庫.人源全單鏈抗體(scFv)文庫(13)如前所述保持(22)。融合到Aga2的C端的scFv在基于Ga1的啟動子下游的2微米質(zhì)粒上編碼，并保持在具有Aga1的酵母株EBY100中(22)，所述Aga1在整合到該酵母株基因組中的基于Ga1的啟動子控制下。材料.各材料從以下來源獲得拋光的單晶CdS[A-板](ClevelandCrystal)、蒸發(fā)Au涂層的載玻片(EvaporatedMetalFilmsCorporation)、SiN薄片上的FePt薄膜(T.Thomson，IBM，Almaden，CA)、外延生長的GaN和Al2O3模板(A.StonasandE.Hu，UCSB，CA)。各材料實驗后在bathsonicator(FisherScientific)中作短暫水超聲清洗，然后在乙醇在漂洗，干燥保藏。GaN和Al2O3還用4mMHCl進行弱酸洗滌。各材料使用前在適當?shù)奶赃x介質(zhì)中封閉1小時。淘選程序.一般如下進行選擇將材料暴露于補充有半乳糖(SG)的合成撤除成分培養(yǎng)基(22)中的誘導酵母細胞培養(yǎng)物，在新鮮培養(yǎng)基中洗滌材料，然后通過胰蛋白酶消化/研磨(d1輪)或者在補充有葡萄糖(SD)的合成撤除成分培養(yǎng)基(22)中生長出(growoff)以收回(rescue)結(jié)合的細胞。d1-d7輪淘選在22℃下按以下條件進行d1輪150OD細胞，75mLSG+5mg/mL牛血清白蛋白(SG-BSA)中，24小時溫育；d2輪8OD細胞，8mLSG-BSA中，24小時溫育；d3輪2OD細胞，4mLSG-BSA中，6小時溫育；d4輪2OD細胞，4mLSG-BSA中，2.25小時溫育；d5輪0.2OD細胞，1.5mL磷酸緩沖鹽水+5mg/mLBSA+0.1％吐溫20(PBS-BSAT)中，2小時溫育；d6輪0.1OD細胞，1mLPBS-BSAT中，1小時溫育；d7輪0.1OD細胞，1mLPBS-BSAT中，45分鐘溫育。e1-e3輪淘選按以下條件進行，每輪之后通過生長出以收回e1輪250OD細胞，125mLSG-BSA中，21.5小時溫育；e2輪1.5OD細胞，3mLSG-BSA+0.1％吐溫20(SG-BSAT)中，2小時溫育；e3輪1OD細胞，1mLSG-BSAT中，2小時溫育。scFV突變體的克隆.用Quickchange誘變(Stratagene)在所需的位置添加終止密碼子，構(gòu)建截短突變體。使用以下寡核苷酸引物D01I(5′-GGAACTGAGCAGCCTGACTAACGAAGACACGGCCGTC-3′和5′-GACGGCCGTGTCTTCGTTAGTCAGGCTGCTCAGTTCC-3′)，D01H(5′-CCTTGAGTGGCAGGGTTAAGATTACCGCGGACACA-3′和5′-TGTGTCCGCGGTAATCTTAACCCTGCCACTCAAGG-3′)，D07V(5′-CACCATGACCAGGGACTAACATCACCACGGCCGAC-3′和5′-GTCGGCCGTGGTGATGTTAGTCCCTGGTCATGGTG-3′)，D07R(5′-GGCTTGAGTGGATGGGATAGATCAACCCTAGCAGTGG-3′和5′-CCACTGCTAGGGTTGATCTATCCCATCCACTCAAGCC-3′)，E01V(5′-CACCATGACCAGGGACTAACATCACCACGGCCGAC-S′和5′-GTCGGCCGTGGTGATGTTAGTCCCTGGTCATGGTG-3′)，E01R(5′-GGCTTGAGTGGATGGGATAGATCAACCCTAACAGTGGTG-3′和5′-CACCACTGTTAGGGTTGATCTATCCCATCCACTCAAGCC-S′)，并用從克隆D01、D07和E01分離出的質(zhì)粒DNA作為模板。對應于缺乏VH區(qū)的遠側(cè)肽片斷的突變體如下克隆從以下寡核苷酸產(chǎn)生dsDNA摻入片斷D01pep(5′-CCCGGGGCTAGCGGTGGCGGCCATGATTACAGAGGTCATATTCATGGTCATTCTCAACATGGTACTGAACAACCAGATTAGGATCCGATCAG-3′)，D07pep(5′-CCCGGGGCTAGCGGTGGCGGCGATGTTCATCATCATGGTAGACATGGTGCTGAACATGCTGATATTTAGGATCCGATCAG-3′)，和E01pep(5′-CCCGGGGCTAGCGGTGGCGGCGATGTTCATCATCATGGTAGACATGGTGCTGAACAAGCTGAAATTTAGGATCCGATCAG-3′)，與引物(5′-ATCCCGGGGCTAGCGGTGGCGGC-3′)退火，并用ExpandEnzyme(RocheDiagnostics)延伸。插入片斷用NheI/BamHI消化并克隆到NheI/BamHI消化的pCTCON中，導致肽在(G4S)3柔性連接序列的末端發(fā)生融合，如與scFv相同的情形。用Geitz轉(zhuǎn)化試劑盒(Tetralink)將攜有這些克隆突變體和肽的已測序質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)化到EBY100中。克隆證實和材料特異性結(jié)合試驗.使質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)化的細胞在SD中30℃下生長至對數(shù)中期，然后在SG中室溫下誘導18-24小時。在2ml微量離心管中將2OD600單位細胞重懸于1.5mLSG-BSAT中。將預封閉的0.5cm2CdS加入到每個克隆培養(yǎng)物中，蕩動1小時，在新管中用SG-BSAT洗滌30分鐘，然后轉(zhuǎn)移到6孔培養(yǎng)板進行光學顯微鏡成像。對于E01克隆特異性試驗，所有材料均放在含20OD600單位細胞(于20mLSG-BSAT中)的培養(yǎng)瓶中1小時，洗滌1小時，如上進行成像。光學顯微鏡檢和細胞定量.在Axioplan光學顯微鏡(CarlZeissInc.)上用AxioCamMR采集數(shù)字圖像，用WayneRasband，NIH開發(fā)的ImageJv1.3定量百分面積覆蓋度。簡單的說，通過調(diào)整閾值以區(qū)分細胞面積和背景面積，將圖像轉(zhuǎn)化成二進制數(shù)。用顆粒分析功能(顆粒大小范圍10-105像素)計算細胞所覆蓋總面積的分數(shù)。對于每個克隆，數(shù)值均得自675μm×535μm總面積，為從各2-4個獨立實驗獲得的3張圖像的平均值。生物膜.Au上在6孔板中將4cm2Au涂層的載玻片與0.1OD600/mL未誘導克隆A02(表II)一起在SG-BSAT中溫育，室溫下蕩動12小時。然后將Au載玻片轉(zhuǎn)移到新鮮的SG-BSAT中，置于蕩動器上。在生物膜生長過程的不同時間點獲取32X圖像結(jié)合前(t＝0)及12(轉(zhuǎn)移時間)、24、36和48小時。CdS上在蕩動器上將0.5cm2拋光CdS單晶與1OD600/mL預誘導克隆D07一起室溫下溫育1小時。然后將CdS放入帶新鮮SG-BSAT的6孔板中。用移液管頭從CdS表面清除某一圖案的細胞，在此時間點(t＝0h)及24和48小時生長后獲取32X圖像。以生物分子為模板的量子點.試驗了作為可溶性肽的CdS克隆指導熒光、光致發(fā)光納米顆粒裝配的能力。受試的合成肽是CdS結(jié)合D07peρ克隆(biot-SGGGDVHHHGRHGAEHADI-c，NewEnglandPeptide，Inc.)，F(xiàn)P-I肽(n-HNKHLPSTQPLA-c，MITbiopolymerslaboratory)作為陰性對照。CdS量子點通過在室溫下簡單地將衍生自D07pep克隆的所選肽與金屬鹽在含水條件下混合來形成。簡單的說，將合成的CdSD07肽和陰性對照FePt結(jié)合序列FP-I室溫下溶于水中，與CdCl2水溶液混合。然后將Na2S水溶液慢慢加入到這些劇烈攪拌下的溶液中，直到獲得等摩爾濃度的Cd和S(各為325μM)。將在不同摩爾組成的肽中生長的顆粒暴露于長波紫外光進行快速熒光顯色(圖7)。通過微調(diào)生長條件，可控制這種以生物分子為模板的納米顆粒的大小和熒光特性。用BeckmanCoulter的DU800分光光度計獲取所制備顆粒的吸收光譜(圖8)。在PTI熒光計上以360nm激發(fā)獲取光致發(fā)光發(fā)射光譜(圖8)。II.結(jié)果淘選.首先針對單晶硫化鎘(CdS，II-VI半導體)淘選在釀酒酵母上展示的109個人scFv抗體的非免疫文庫(13)。在1.0cm2拋光的CdS單晶[A-板]上依次進行的各輪篩選(d1-d7)，以鑒定材料特異性克隆。首先將CdS的表面在含5mg/mLBSA的SG(23)中封閉，以限制每輪之前的非特異性相互作用。然后將CdS在水相緩沖環(huán)境下暴露于酵母文庫1-24小時，在培養(yǎng)基中洗滌，然后進行光學顯微觀察(圖1A)。然后通過將CdS放在基于葡萄糖的SD(23)中，讓結(jié)合的酵母“生長出”其表面，然后培養(yǎng)24小時(圖1A插圖)，所述基于葡萄糖的SD關(guān)閉融合到Aga2的scFv的表達。這種“生長出”方法能保證收回所有結(jié)合材料的克隆。d1-d4輪在SG-BSA中篩選，而d5-d7輪在PBS-BSAT(含吐溫20)中篩選更短的時間，以提高選擇的嚴謹性。作為比較，將表達CD20胞外域片斷CTCON(13)的對照酵母克隆在與圖1A中文庫完全相同的條件下與CdS相接觸，但仍不能發(fā)生結(jié)合(圖1B)。即使試圖在SD中24小時內(nèi)生長出任何結(jié)合的細胞，但結(jié)果培養(yǎng)物仍保持透明(圖1B插圖)。在第3輪亞文庫上進行其他對照試驗。相對于含BSA的篩選緩沖液，不含BSA的篩選緩沖液導致細胞對材料的覆蓋度提高(數(shù)據(jù)未顯示)，表明各克隆對CdS表面的BSA非依賴性結(jié)合和非特異性封閉劑的有用性。而且，在使用誘導的培養(yǎng)物時，在SD和SG中均觀察到與材料的結(jié)合，表明糖分子本身并不影響結(jié)合。此外，在缺乏酵母營養(yǎng)成分的基于PBS的緩沖液中也觀察到結(jié)合現(xiàn)象(數(shù)據(jù)未顯示)。這些實驗一起證明，結(jié)合不依賴于培養(yǎng)基，而依賴于所展示的文庫。然后探究了通過控制基因表達調(diào)節(jié)細胞與材料的結(jié)合的能力。重要的是，含葡萄糖的培養(yǎng)基(SD)阻遏scFv的表達，而轉(zhuǎn)換到半乳糖(SG)則誘導表達，比如前所示(23)的阻遏狀態(tài)約提高1000倍。在SD中生長的克隆與在SG中生長的完全相同培養(yǎng)物相比沒有顯示出結(jié)合能力(圖5)。因此，與CdS表面的相互作用是通過所展示的抗體片斷來介導的，且可通過營養(yǎng)進行調(diào)節(jié)。在d7輪之后，選定的結(jié)合群體中共有36各酵母克隆進行了測序。從每個酵母克隆分離出DNA，在大腸桿菌中擴增，通過普通方法進行分離和測序。在將完全相同的DNA序列分組后，鑒定出三種獨特的CdS克隆D01、D07和E01，它們分別出現(xiàn)26、6和4次。將各序列翻譯，用IgGBLAST(http://www.ncbi.nlm.nih.goy/igblast/)與共有IgGFv結(jié)構(gòu)域序列比對，并鑒定出與共有序列不同的殘基(表I)。然后將對應于這些組的DNA轉(zhuǎn)化回到幼稚EBY100酵母中，再次測試各克隆與CdS的結(jié)合情況，以消除由于宿主染色體突變造成的假陽性。所有三個CdS結(jié)合序列再次證實它們在克隆證實結(jié)合試驗(材料和方法)中的原始表型。結(jié)果在圖2A中定量顯示為CdS表面的百分面積覆蓋度。使用圖像分析軟件發(fā)現(xiàn)，D01覆蓋CdS表面的48％，D07覆蓋50％，E01覆蓋40％。六方堆積理想球體的足跡(footprint)產(chǎn)生的表面積覆蓋度的理論最大值約為90.7％。但是，酵母大小并不均勻，它們可能有芽體，移動細胞的側(cè)向力不足以使隨機黏著的酵母細胞的堆積程度最大化。因此，以六方堆積理想球體之間的平均相隔距離為其直徑的一半計，理論最大足跡覆蓋度減至約41％。因此，D07所觀察到的覆蓋度很可能代表單層隨機黏著細胞的最大表面覆蓋度。由表I可見，所有三種CdS克隆均為全長scFv的片斷，經(jīng)DNA序列分析發(fā)現(xiàn)，它們似乎來源于天然抗體譜中存在的或文庫的PCR構(gòu)建過程中引入的移碼突變。Feldhaus等報告說文庫的68％表達遠側(cè)c-myc表位(13)，因此文庫最多有約三分之一可表達scFv截短。所得的D01、D07和E01多肽分別由47、70和70個氨基酸(這些氨基酸分別與VH6-1、VH1-2和VH1-2類可變重鏈結(jié)構(gòu)域有100、91和90％的同源性)及緊接的33、13和13個氨基酸組成，與天然鄰接VH序列沒有相似性?！耙拼a”氨基酸的組成主要是極性和帶電的殘基，明顯富含組氨酸。構(gòu)建了衍生自每種CdS克隆的截短突變體(表I)，并測試其與CdS的結(jié)合能力(圖2A)，以確定結(jié)合所必需的區(qū)域。D01I只除去D01一半的C端“移碼”氨基酸，能結(jié)合CdS。除去整個移碼區(qū)域(克隆D01H)則使結(jié)合完全被破壞，這提示移碼區(qū)域?qū)τ诮閷Ы湍?材料相互作用是必需的。類似地，D07V和E01V分別除去D07和E01的全部C端移碼氨基酸，不顯示任何介導CdS結(jié)合的能力。如所預期，除去CDR2和C端肽區(qū)域的進一步截短(D07R和E01R)不顯示任何結(jié)合能力。因此我們猜測，在抗體框架片斷C端連接的短肽貢獻了大量結(jié)合能量，使酵母細胞附著于CdS的表面。為驗證所述肽是否足以獨自使酵母細胞結(jié)合CdS的表面，我們構(gòu)建了所述肽的Aga2融合體。在這里，所述肽不用抗體框架來展示(表I)，而是直接連接到Aga2C端的長柔性-(G4S)3AS-連接序列，如同scFv帶有另外的-GGG-間隔序列。將這些肽與截短肽和原始選定的克隆進行平行淘選，以確定相對結(jié)合效率(圖2A)。表達D07pep的克隆能夠結(jié)合CdS，明確證明移碼區(qū)域在原始分離的D07克隆中的重要性。E01pep和D01pep也顯示可檢測的結(jié)合能力，盡管黏著強度似乎較低。與親本序列相比，表達所述肽的酵母表面覆蓋度降低，提示抗體框架為所述肽提供了較好的展示水平或肽更易達到的朝向。這些結(jié)果還證明E01pep的結(jié)合能力比D07pep要弱，這令人驚訝，因為所述肽在15個氨基酸殘基中只相差2個殘基(HHHGRHGAE[Q/H]A[D/E]I)。設定半徑2μm的剛性平滑球形細胞立在平坦材料表面上，我們估計單細胞表面積中約有2.25％離該材料5nm以內(nèi)。假設每個細胞約有104-105個平均分布的肽(15，24)，且展示的肽和材料之間發(fā)生相互作用需要＜5nm的距離，則存在大約200-2000個潛在的表面相互作用多肽。因此，相對結(jié)合強度的差別可被多重肽-材料相互作用產(chǎn)生的親和力效應所放大或掩蓋。CdS克隆的材料特異性.還選擇其他技術(shù)上重要的材料來驗證選定的克隆對CdS單晶的特異性。將單晶藍寶石(Al2O3)、外延生長的氮化鎘(GaN)、濺射涂層到玻璃上的多晶金(Au)、Si/SiN上的鐵鉑(FePt)薄膜和CdS在完全相同的條件下(材料和方法)暴露于CdS克隆?？寺01顯示出對CdS勝過對Al2O3、GaN和Au的特殊特異性，這由Al2O3、GaN和Au這些材料上缺乏細胞可以看出(圖2B)?？寺01還顯示出對CdS勝過對FePt的明顯偏好，盡管對FePt確實發(fā)生一定的結(jié)合。但是，觀察到此FePt薄膜以特異性明顯較低的方式結(jié)合其他克隆，因此，用這個系統(tǒng)鑒定材料特異性蛋白質(zhì)生物分子是靠得住的。廣泛適用的方法.在淘選實驗中還使用了其他材料，以證明這個方法的通用性。在單個克隆測序前(材料和方法)，對Al2O3、GaN、Au、FePt和CdS進行三輪淘選(e1-e3)。另外，如對CdS所述用CTCON和其他含水培養(yǎng)基進行了相同的對照試驗，以證明結(jié)合依賴于展示，最終產(chǎn)生類似的結(jié)果。圖3顯示選定的克隆結(jié)合Al2O3、GaN、Au和FePt。這些酵母克隆從用DNA轉(zhuǎn)化的幼稚細胞創(chuàng)建，所述DNA從針對Al2O3、GaN、Au和FePt進行淘選、對各材料鑒定出的克隆中分離，因此這些酵母克隆是特異性結(jié)合克隆。還證明了克隆4H01對Al2O3勝過對GaN的材料特異性(圖3A)，克隆4H09對GaN勝過對Al2O3的材料特異性(圖3B)和克隆A02對Au勝過對CdS的材料特異性(圖3C)，以及營養(yǎng)對克隆G02結(jié)合FePt的調(diào)節(jié)(圖3D)。有趣的是，從e3輪的350種以上DNA序列中只鑒定出14種全長scFv序列，這些序列分組如下Al2O3兩種全長克隆，GaN3種克隆，CdS1種克隆，Au和FePt0種克隆。剩余的組呈現(xiàn)2-26種序列，主要是原始CdS篩選所見的scFv片斷。截短的scFv在3輪選擇中從最初在非選定文庫中約占30％富集到96％以上，表明在我們對材料表面的淘選中對全長克隆的偏離。通過將淘選程序與交替幾輪FACS(用以篩選這個和其他基于細胞的文庫的強大工具(13，25))或磁珠富集(26)相結(jié)合，以確定C端c-myc表位標記的存在，可增進將來從這個文庫鑒定全長scFv的工作。另外，還以與CdSd1-d7輪完全相同的方式淘選Au和FePt，以證明再現(xiàn)性。分別在36和23個測序的克隆中，未能鑒定出針對Au或FePt的全長抗體。共有3種Au克隆(序列呈現(xiàn)13、5和2次)和4種FePt克隆(序列呈現(xiàn)16、1、1和1次)在分離和再轉(zhuǎn)化表達質(zhì)粒后賦予結(jié)合能力。因此，CdS、Au和FePtd7群體的100、56和87％的序列能夠在幼稚宿主細胞中賦予結(jié)合能力。假陽性克隆幸免于7輪篩選的能力很可能是由于Au和FePt沉積在其他材料上。Au涂層在玻璃上，因此呈現(xiàn)SiO2邊緣表面。FePt涂層在SiN薄片上，因此呈現(xiàn)SiN，很可能還有SiO2。相反，CdS作為未被黏著的單晶而用于淘選中，這消除了結(jié)合目的材料之外的表面的克隆對真正結(jié)合克隆的潛在污染。我們還比較了Au克隆對單晶Au和多晶Au的結(jié)合，發(fā)現(xiàn)兩者每單位面積結(jié)合相等的細胞數(shù)。對經(jīng)表型轉(zhuǎn)移確認分別為Au和FePt的真正結(jié)合克隆的三個Au克隆A01、A02和A12及兩個FePt克隆G02和G04作進一步的分析。所有這些序列均在其VH結(jié)構(gòu)域中含有突變，導致出現(xiàn)由終止密碼子結(jié)束的移碼肽序列(表II)。對這些Au和FePt克隆進行表1和圖2A中對CdS特異性多肽所示的類似突變分析程序。只除去移碼區(qū)域的Au和FePt克隆截短并不完全使結(jié)合破壞(圖6)。此外，對比于CdS克隆，衍生自移碼序列的C端肽不足以使酵母結(jié)合材料。因此，scFv抗體框架對于直接貢獻于結(jié)合或者對于以有利的構(gòu)象來呈現(xiàn)C端肽來說顯得很重要。材料特異性展示的應用.用展示scFv和各片斷的酵母證明細胞-材料特異性結(jié)合的潛在應用(圖4)。將克隆A02(金結(jié)合片斷)生長于SD中并與Au涂層的載玻片相接觸(材料和方法)。如所預期，在t＝0時沒有細胞發(fā)生結(jié)合。但是，在室溫下48小時過程中，細胞結(jié)合Au，并繼續(xù)生長、結(jié)合和擴散，最后將載玻片完全覆蓋(圖4A)。這張活涂層或者說生物膜能夠黏附和生長至由于干擾而被清除的區(qū)域，因此可自體愈合。用CdS克隆D07證明這種生物膜涂層生長和自體愈合的能力(圖4B)。即使在SD中過了三周以上，生物膜仍保持黏著于CdS并能夠再生。這種自體愈合生物膜可用于腐蝕防護、生物整治、醫(yī)學(27)或其他應用(28)。選定的克隆輔助對表面上特定組成區(qū)域的檢測和鑒定的應用得到了證明。例如，用克隆G02(FePt結(jié)合克隆)檢測SiN/SiO2上的FePt，發(fā)現(xiàn)細胞覆蓋含F(xiàn)e和Pt的異質(zhì)結(jié)構(gòu)區(qū)域，而不結(jié)合含Si的區(qū)域(圖4C)。類似地，如圖2B所示，當將CdS、Au、GaN和Al2O3放在相同的培養(yǎng)瓶中時，CdS克隆只結(jié)合CdS。因此，這些選定的蛋白質(zhì)生物分子可起到材料特異性探針的作用，可將細胞黏著于異質(zhì)表面上的特定位置。作為模板.還將選定的生物分子用作半導體納米顆粒生長的模板。CdS量子點通過簡單地在室溫下將衍生自D07pep克隆的合成肽與金屬鹽在含水條件下混合來形成。將在不同摩爾組成的肽中生長的顆粒暴露于長波紫外光進行快速熒光顯色(圖7)。D07肽生長的顆粒顯示400-450nm之間的吸收front和對應的熒光峰(約500nm處有最大值)，這是顯示量子局限效應的納米顆粒的特征(圖8)。而用對照肽FP-1生長的顆粒顯示較接近大塊CdS的515nm的弱吸收front，且顯示的熒光如有也很弱(圖8)。通過微調(diào)生長條件，可控制這種以生物分子為模板的納米顆粒的大小和熒光特性。競爭性結(jié)合.圖2顯示融合到Aga2的CdS肽序列對于介導CdS特異性酵母結(jié)合是必需的和足夠的。另外，用這些酵母克隆在游離D07肽存在下進行類似的CdS結(jié)合研究。簡單的說，將作為Aga2融合體展示D07或D07pep的酵母克隆(表I)在培養(yǎng)基(1.5OD/ml)中與單晶CdS±37μM游離D07肽一起溫育，在培養(yǎng)基中洗滌，然后進行光學顯微成像。在兩種情況下，游離肽均封閉酵母與CdS的結(jié)合，這提供了更多有關(guān)結(jié)合機制的信息。參考文獻最后，本發(fā)明可參考以下技術(shù)文獻來實施參考文獻1.Georgiou，G.，Stathopoulos，C，Daugherty，P.S.，Nayak，A.R.，Iverson，B.L.&Curtiss，R.，3rd(1997)NatBiotechnol15，29-34.2.Wittrup，K.D.(2001)CurrOpinBiotechnol12，395-9.3.Flynn，C.E.，Lee，S.-W.，Peelle，B.R.&Belcher，A.M.(2003)ActaMater.，Vol.13，2413-2421(2003).4.Whaley，S.R.，English，D.S.，Hu，E.L.，Barbara，P.F.&Belcher，A.M.(2000)Nature405，665-668.5.Lee，S.W.，Mao，C，F(xiàn)lynn，C.E.&Belcher，A.M.(2002)Science296，892-5.6.Naik，R.R.，Stringer，S.J.，Agarwal，G.，Jones，S.E.&Stone，M.O.(2002)NatMater1，169-72.7.Mao，C，F(xiàn)lynn，C.E.，Hayhurst，A.，Sweeney，R.，Qi，J.，Georgiou，G.，Iverson，B.&Belcher，A.M.(2003)ProcNatlAcadSciUSA100，6946-51.8.Wang，S.，Humphreys，E.S.，Chung，S.Y.，Delduco，D.F.，Lustig，S.R.，Wang，H.，Parker，K.N.，Rizzo，N.W.，Subramoney，S.，Chiang，Y.M.&Jagota，A.(2003)NatMater2，196-200.9.Brown，S.(1992)Proc.Natl.Acad.Sci.89，8651.10.Brown，S.(1997)NatureBiotechnol.15，269-72.11.Brown，S.，Sarikaya，M.&Johnson，E.(2000)JMolBiol299，725-35.12.Braden，B.C，Goldbaum，F(xiàn).A.，Chen，B.X.，Kirschner，A.N.，Wilson，S.R.&Erlanger，B.F.(2000)ProcNatlAcadSciUSA97，12193-7.13.Feldhaus，M.J.，Siegel，R.W.，Opresko，L.K.，Coleman，J.R.，F(xiàn)eldhaus，J.M.，Yeung，Y.A.，Cochran，J.R.，Heinzelman，P.，Colby，D.，Swers，J.，Graff，C，Wiley，H.S.&Wittrup，K.D.(2003)NatBiotechnol21，163-70.14.Kieke，M.C，Shusta，E.V.，Boder，E.T.，Teyton，L.，Wittrup，K.D.&Kranz，D.M.(1999)ProcNatlAcadSciUSA96，5651-6.15.Boder，E.T.&Wittrup，K.D.(1997)NatBiotechnol15，553-7.16.Peelle，B.，Lorens，J.，Li，W.，Bogenberger，J.，Payan，D.G.&Anderson，D.C.(2001)ChemBiol8，521-34.17.Bhatia，S.K.，Swers，J.S.，Camphausen，R.T.，Wittrup，K.D.&Hammer，D.A.(2003)BiotechnolProg19，1033-7.18.Cereghino，G.P.&Cregg，J.M.(1999)CurrOpinBiotechnol10，422-7.19.Mann，S.(2000)AngewChemIntEdEngl39，3392-3406.20.Mann，S.(2001)Biomineralizationprinciplesandconceptsinbioinorganicmaterialschemistry(生物礦化生物無機材料化學原理與概念)(OxfordUniversityPress，Oxford；NewYork).21.Baeuerlein，E.(2000)Biomineralizationfrombiologytobiotechnologyandmedicalapplication(生物礦化從生物學到生物技術(shù)和醫(yī)學應用)(Wiley-VCH，Weinheim；NewYork).22.Boder，E.T.&Wittrup，K.D.(2000)MethodsEnzymol328，30--44.23.Boder，E.T.&Wittrup，K.D.(1998)BiotechnolProg14，55-62.24.Boder，E.T.，Midelfort，K.S.&Wittrup，K.D.(2000)ProcNatlAcadSciUSA97，10701-5.25.Daugherty，P.S.，Iverson，B.L.&Georgiou，G.(2000)JImmunolMethods243，211-27.26.Yeung，Y.A.&Wittrup，K.D.(2002)BiotechnolProg18，212-20.27.Kuhn，D.M.，Chandra，J.，Mukherjee，P.K.&Ghannoum，M.A.(2002)InfectImmun70，878-88.28.Reynolds，T.B.&Fink，G.R.(2001)Science291，878-81.29.Wu，X.，Liu，H.，Liu，J.，Haley，K.N.，Treadway，J.A.，Larson，J.P.，Ge，N.，Peale，F(xiàn).&Bruchez，M.P.(2003)NatBiotechnol21，41-6.30.Bruchez，M.，Jr.，Moronne，M.，Gin，P.，Weiss，S.&Alivisatos，A.P.(1998)Science281，2013-2016.31.Mann，S.，Shenton，W.，Li，M.，Connolly，S.&Fitzmaurice，D.(2000)Adv.Maater.12，147-150.32.Flynn，C.E.，Mao，C，Hayhurst，A.，Williams，J.L.，Georgiou，G，Iverson，B.&Belcher，A.M.(2003)J.Mater.Chem.13，2414-24-21.33.Straub，B.，Meyer，E.&Fromherz，P.(2001)NatBiotechnol19，121-4.34.Chiappalone，M.，Vato，A.，Tedesco，M.B.，Marcoli，M.，Davide，F(xiàn).&Martinoia，S.(2003)BiosensBioelectron18，627-34.35.Romanos，M.A.，Scorer，C.A.&Clare，J.J.(1992)Yeast8，423-88.美國專利第6,331,391號在39-41列還引用了另外的參考文獻，本領域技術(shù)人員可用這些參考文獻來實施本發(fā)明。雖然上文已通過舉例說明和實施例的方式較為詳細地描述了本發(fā)明，目的是為了清楚理解本發(fā)明，但本領域技術(shù)人員容易明白，根據(jù)本發(fā)明的教導，可對本發(fā)明作出某些變化和改動，而不背離本發(fā)明所附權(quán)利要求書的精神或范圍。a在Aga2的C端融合到-(G4S)3AS-連接序列。b用IbBLAST發(fā)現(xiàn)粗體殘基與鄰接VH共有序列不同。c在Aga2的C端直接融合到-(G4S)3ASGGG-連接序列。a在Aga2的C端融合到-(G4S)3AS-柔性連接序列。b用IgBLAST發(fā)現(xiàn)粗體殘基與鄰接VH共有序列不同。c在Aga2的C端直接融合到-(G4S)3ASGGG-連接序列。權(quán)利要求1.一種真核細胞組合物，所述組合物包含能選擇性結(jié)合具有表面的固體材料的眾多真核細胞。2.權(quán)利要求1的組合物，其中所述真核細胞是酵母、昆蟲、植物或哺乳動物細胞。3.權(quán)利要求1的組合物，其中所述真核細胞是包含生物分子的酵母細胞，所述生物分子能選擇性結(jié)合具有表面的固體材料。4.權(quán)利要求1的組合物，其中所述真核細胞是包含肽序列的酵母細胞，所述肽序列能選擇性結(jié)合具有表面的固體材料。5.權(quán)利要求1的組合物，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的結(jié)晶材料、無機材料、半導體材料、金屬材料、磁性材料、陶瓷材料、有機材料或聚合物材料。6.一種真核細胞組合物，所述組合物主要由能特異性結(jié)合具有表面的固體材料的真核細胞和不能特異性結(jié)合所述具有表面的固體材料的真核細胞組成。7.權(quán)利要求6的組合物，其中所述能特異性結(jié)合的真核細胞是酵母、昆蟲、植物或哺乳動物細胞。8.權(quán)利要求6的組合物，其中所述能特異性結(jié)合的真核細胞主要包含能特異性結(jié)合具有表面的固體材料的生物分子。9.權(quán)利要求6的組合物，其中所述真核細胞是酵母細胞，所述具有表面的固體材料是具有表面的結(jié)晶材料、無機材料、半導體材料、金屬材料、磁性材料、陶瓷材料、有機材料或聚合物材料。10.一種宿主真核細胞，所述真核細胞包含一種或多種能選擇性結(jié)合具有表面的固體材料的生物分子。11.權(quán)利要求10的細胞，其中所述一種或多種生物分子包括肽或蛋白質(zhì)。12.權(quán)利要求10的細胞，其中所述具有表面的固體材料是無機或有機材料。13.權(quán)利要求10的細胞，其中所述細胞是哺乳動物或酵母細胞，所述具有表面的固體材料是具有表面的結(jié)晶材料、無機材料、半導體材料、金屬材料、磁性材料、陶瓷材料、有機材料或聚合物材料。14.一種細胞覆蓋的材料，所述材料包含一種或多種選擇性結(jié)合至具有表面的固體材料的真核細胞。15.權(quán)利要求14的材料，其中所述真核細胞是酵母、昆蟲、植物或哺乳動物細胞。16.權(quán)利要求14的材料，其中所述真核細胞是包含生物分子的酵母細胞，所述生物分子選擇性結(jié)合至具有表面的固體材料。17.權(quán)利要求14的材料，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的結(jié)晶材料、無機材料、半導體材料、金屬材料、磁性材料、陶瓷材料、有機材料或聚合物材料。18.權(quán)利要求14的材料，其中所述細胞覆蓋的材料是自體愈合細胞覆蓋的材料。19.一種使來自細胞展示文庫的生物分子選擇性結(jié)合固體材料表面的方法，所述方法包括以下步驟提供真核組合細胞展示文庫，其中所述文庫包含眾多表達生物分子；提供具有表面的固體材料；使所述細胞展示文庫與所述具有表面的固體材料在能導致所述來自真核細胞展示文庫的眾多表達生物分子選擇性結(jié)合所述表面的條件下相接觸。20.權(quán)利要求19的方法，其中所述組合細胞展示文庫是酵母、昆蟲、植物或哺乳動物細胞展示文庫。21.權(quán)利要求19的方法，其中所述眾多生物分子是眾多蛋白質(zhì)或肽。22.權(quán)利要求19的方法，其中所述具有表面的固體材料是具有表面的結(jié)晶固體材料、無機固體材料、半導體材料、金屬材料、磁性材料、陶瓷材料、有機材料或聚合物材料。23.權(quán)利要求19的方法，所述方法進一步包括調(diào)節(jié)文庫的表達的步驟。24.權(quán)利要求19的方法，所述方法進一步包括分離表達生物分子的步驟，所述表達生物分子能選擇性結(jié)合具有表面的固體材料。25.一種生長固體顆粒材料的方法，所述方法包括以下步驟將固體顆粒材料的一種或多種前體試劑，與一種或多種選擇來與所述固體顆粒材料特異性結(jié)合的真核組合細胞展示文庫成員，在能使所述固體顆粒材料在所述一種或多種真核組合展示文庫成員存在下得以形成的條件下混合。26.權(quán)利要求25的方法，其中所述固體顆粒材料是納米顆粒材料。27.權(quán)利要求25的方法，其中所述固體顆粒材料是無機、有機、磁性、半導體或金屬顆粒材料。28.一種生長固體顆粒材料的方法，所述方法包括以下步驟從真核細胞展示文庫中鑒定出能選擇性結(jié)合固體材料的生物分子；將所述固體材料的一種或多種前體試劑與所述生物分子在能使所述固體材料成為固體顆粒材料的條件下混合。29.權(quán)利要求28的方法，其中所述真核細胞展示文庫是酵母或哺乳動物細胞展示文庫，所述生物分子是肽或蛋白質(zhì)。30.權(quán)利要求28的方法，其中所述固體材料是無機材料。全文摘要用于淘選方法的真核細胞展示文庫，其包含用以特異性和選擇性結(jié)合于和富集到固體材料表面，例如金屬表面、磁性材料表面和半導體表面的表達生物分子?？蓪φ故具M行調(diào)節(jié)。優(yōu)選酵母細胞上展示的肽和蛋白質(zhì)。固體材料可在已針對固體材料進行淘選的細胞展示文庫存在下制造。納米顆?？稍谏锓肿哟嬖谙聫姆磻绑w生長而成。納米顆?？娠@示量子局限效應?？芍苽渥泽w愈合薄膜。文檔編號C12Q1/00GK1942102SQ200580011953公開日2007年4月4日申請日期2005年2月7日優(yōu)先權(quán)日2004年2月5日發(fā)明者B·R·皮勒,A·M·貝爾徹,K·D·維特魯普,E·克勞蘭德申請人:麻省理工學院