“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

7 月 4 日讯据《纽约时报》7 月 1 日报道，生命术重生长明尼苏达大学科研团队在“将化学物质转化为生命”的炼金类首裂愿景上取得里程碑式进展，正式发布了人造合成细胞 SpudCell的步人研究成果。这一突破标志着人类在构建人工生命领域迈出了关键一步。次成

该研究由 Kate Adamala教授领衔，功构成功构建出一种具备生长、和分DNA（脱氧核糖核酸）复制及分裂能力的细胞人工细胞。这是生命术重生长科学界首个完全由非细胞材料从零构建，并经过验证能够完成基本细胞分裂循环的炼金类首裂人工生命体。

SpudCell 的步人核心构成与运行机制

SpudCell 由 36 种纯化酶、包含 9 万个碱基对的次成基因组（分布在 9 个 DNA 分子上）以及 脂质膜共同组成。这种复杂的功构组合使其能够在多代繁衍中实现增殖、基因组复制与细胞分裂。和分

• 基础架构：团队将多种优化后的细胞生物成分封装于具有脂质双层的 liposome（脂质体）中。
• 复制机制：采用 2018 年研究报告中的生命术重生长 DNA 复制系统，作为亲代 DNA 复制并传递给子代的核心机制。

• 蛋白质合成支持：引入 PURE system（无细胞蛋白质合成系统）试剂体系，提供转录和翻译所需的蛋白质、核糖体等关键生物分子，确保细胞功能的正常运转。

独特的“摄食”与“分裂”机制

为了实现持续生长，团队设计了精巧的营养摄取与分裂策略：

1. 融合摄食机制：
2. 人工细胞表面嵌入了可生成分子标签的基因，使其能够与提供脂质、核糖体、酶和小分子的“喂养脂质体”发生融合，从而从外部摄取生长所需的营养物质。
3. 通道吸收：SpudCell 通过表面通道直接吸收小分子。
4. 融合摄取：对于无法直接穿过通道的大分子（如蛋白质），研究人员引入了装载这些物质的微小泡体。细胞通过碰撞并与泡体融合，获取内部物质作为营养。

1. 生长与分裂：
2. 随着摄食过程的持续，细胞体积逐渐增大，在数小时内达到可分裂状态。
3. 分裂触发：团队在培养体系中引入一种特殊蛋白质，该蛋白吸附在细胞表面后，迫使膜向内弯曲，最终将单个母细胞分裂为两个新细胞。

初步演化能力验证

研究团队还测试了 SpudCell 的初步演化潜力：

• 实验设计：构建一种突变体，使其与装有营养物的泡体结合得更紧密。将突变体与原始 SpudCell 按 50:50的比例混合。
• 竞争结果：在围绕食物进行的 5 代竞争中，突变体的数量超过了原始细胞。
• 结论：这一结果证明，人工细胞在资源竞争中表现出适应性优势，显示出初步的自然选择演化特征。

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(责任编辑：时尚)