陳根：新型人造細胞，可模仿活細胞基本功能_風聞

文|陳根

細胞是生命的基本組成單元，細胞結構、功能以及行為的解析對於探索生命的奧秘、疾病的產生、病症的治療等，具有十分重要的意義。隨着生物學技術的進步，研究人員可以採用自下而上的策略，重建細胞生物過程，即所謂的人工細胞合成。

人造細胞是人工構建的簡化細胞模型，能夠有效克服傳統細胞研究中所面臨的諸多問題。其不僅有利於研究細胞內以及細胞間的分子作用機制，還有助於建立生命體系以及非生命體系的聯繫，為生命起源研究提供相應的理論基礎。

**與簡單的合成結構相比，複雜的人造細胞對環境更敏感，並能執行更多種類的工作，**例如遞藥、追蹤癌細胞、檢測有毒化學物質、提高診斷準確性等。不過，天然細胞自身擁有對外部化學變化作出反應的能力，這個過程非常複雜。而人工設計的細胞“複製品”，很難實現精確調控。

為此，近日美國紐約大學和芝加哥大學的研究人員開發出一種人造細胞狀結構，其能利用無機物自主攝取、加工和排出物質，重現了活細胞的基本功能。

在這項研究中，科學家們重點關注細胞的主動運輸功能，而不是細胞的複雜功能機制。活細胞有錯綜複雜的膜，有蛋白質通道和由線粒體和三磷酸腺苷（ATP）驅動的“泵送”機制，這些能使細胞通過膜將選定的分子泵入和泵出。

於是，科學家們選擇用聚合物製造出紅細胞大小的氣泡，並刺穿它們讓顆粒通過，模仿細胞的蛋白質通道。值得注意的是，模仿細胞的通道內沒有線粒體，而是光激活的催化劑。

將光照在催化劑上，可以啓動化學反應，像泵一樣將材料拉過通道；當光關閉的時候，材料則困在裏面並逆轉反應將材料排出。簡單來説，該機制能夠讓人造細胞像活細胞一樣模擬攝取、儲存、處理和排出物質。

目前，該研究已發表在《自然》雜誌上。未來，科學家們將是模仿其他功能，找到人造細胞相互“交流”的方法。