研究人员创建了行为类似活细胞的人工细胞

研究人员制造出表现类似活细胞的人工细胞

北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员Ronit Freeman和她的同事在《自然化学》杂志上发表的一项新研究中描述了他们采取的步骤，通过操纵DNA和蛋白质（生命的基本构建块），创造出看起来和行为表现类似于体内细胞的细胞。这项领域的首次突破对再生医学、药物输送系统和诊断工具都有重要意义。

Freeman表示：“通过这一发现，我们可以考虑设计对环境变化敏感并以动态方式表现的织物或组织。”她的实验室位于北卡罗来纳大学艺术与科学学院的应用物理科学系。

细胞和组织由蛋白质组成，这些蛋白质聚集在一起执行任务并形成结构。蛋白质对细胞的框架，即细胞骨架，至关重要。没有这个框架，细胞将无法正常工作。细胞骨架使细胞在形状和对环境的反应上都具有灵活性。

Freeman实验室未使用自然蛋白质，而是构建了具有功能性细胞骨架的细胞，这些细胞能够改变形状并对周围环境做出反应。为此，他们利用了一种新的可编程肽-DNA技术，该技术指导肽（蛋白质的构建块）和重组的遗传物质共同形成细胞骨架。

Freeman说：“DNA通常不会出现在细胞骨架中。我们重新编程DNA序列，使其充当建筑材料，将肽子结合在一起。一旦这种编程材料放置在水滴中，结构就会形成。”

以这种方式编程DNA的能力意味着科学家可以创造出能够执行特定功能甚至微调对外部压力的反应的细胞。尽管与Freeman实验室创建的合成细胞相比，活细胞更复杂，但它们也更不可预测，并且更容易受到严酷温度等恶劣环境的影响。

Freeman表示：“合成细胞甚至在122华氏度下仍然稳定，这开辟了在通常不适合人类生存的环境中制造具有非凡功能的细胞的可能性。”

Freeman表示，他们的材料不是为了持久而制造的，而是为了执行特定功能，然后修改自身以执行新功能。通过添加不同的肽子或DNA设计来定制细胞在织物或组织等材料中的应用。这些新材料可以与其他合成细胞技术相结合，具有可能颠覆生物技术和医学领域的应用。

Freeman表示：“这项研究帮助我们了解生命的本质。这种合成细胞技术不仅将使我们能够复制自然的作用，还将制造超越生物的材料。”