“生命炼金术”重要一步:人类首次成功构建可生长和分裂的细胞

发布时间:2026-07-04 11:29

  报道称来自明尼苏达大学的科研团队朝着“将化学物质转化为生命的炼金术”愿景迈出重要一步,发布人造合成细胞 SpudCell 研究成果。

  该团队由 Kate Adamala 带领,构建出一种可生长、 DNA并分裂的合成细胞 SpudCell,是首个由非细胞材料从零构建、并验证基本细胞分裂循环的人工细胞。

  SpudCell 由 36 种纯化酶、9 个 DNA 分子上的 9 万碱基对基因组以及脂质膜组成,可在多代中完成增殖、基因组与分裂。

  团队将多种优化后的成分装入带脂质双层的 liposome中,并采用 2018 年研究报告的 DNA 系统,作为亲代 DNA 并传递给子代的基础机制。

  为支持蛋白质合成,团队使用了 PURE system试剂体系,其中含有转录和翻译所需蛋白质、核糖体等生物分子。

  团队随后加入可生成分子标签的基因,让人工细胞能与提供脂质、核糖体、酶和小分子的“喂养脂质体”融合,从外部摄取生长所需营养。

  在摄食机制上,SpudCell 可通过表面通道吸收小分子。研究人员还加入装载蛋白质及其他大分子的微小泡体,这些分子无法直接穿过通道,细胞需通过碰撞并与泡体融合,获取内部物质作为营养。随着摄食持续,细胞体积增加,并在数小时内达到可分裂状态。

  在分裂机制上,团队向培养体系加入一种特殊蛋白质,该蛋白吸附在细胞表面后,迫使膜向内弯曲,最终将单个细胞分成 2 个新细胞。

  研究团队还测试了其初步演化能力。团队构建一种突变体,使其与装有营养物的泡体结合得更紧,再与原始 SpudCell 按 50∶50 混合。两类细胞围绕食物竞争 5 代后,突变体数量超过原始细胞,显示其在食物竞争中占优。

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