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英国帝国理工学院:人造细胞能模仿天然细胞感

  天然细胞感知环境中的化学变化并产生反应。如果在未来发展成熟,这项技术可广泛用于生物科技等领域。相关成果已刊登在近期美国《国家科学院学报》上。

  长期以来,合成生物学家都对人造细胞抱有很大希望。与一般简单的合成结构相比,相对复杂的人造细胞可对环境更敏感,并能执行更多种类的工作,例如递药、追踪癌细胞、检测有毒化学物质,以及提高诊断准确性等。

  不过,天然细胞自身就具有对外部化学变化作出反应的能力,这个过程非常复杂,人工努力设计的细胞“复制品”则很难实现精确调控,这一直被视为一项工程挑战。

  此次,英国帝国理工学院研究团队成功完成了这项实验:他们培养的新型人造细胞,能够通过激活细胞内部一个人造信号通路,实现对细胞外部化学信号的感知和反应。实验结果显示,这些人造细胞能感知钙离子的变化并以发光形式显示出对这些离子的反应。

  据研究人员介绍,这种人造细胞对化学变化产生反应的过程,比天然细胞要简单很多,这让科学家们能够更容易地进行相关的调控。

  研究论文第一作者、英国帝国理工学院的詹姆斯·新德利表示,人造细胞目前拥有很好的应用前景,譬如说,未来可创造出一种能感知肿瘤标志物并在体内合成药物的人造细胞,或者也可以开发出能感知环境中危险重金属,同时释放海绵状物质把它们清除掉的人造细胞。

  当人们还在社交网站发问“有没有可能在实验室中合成人造细胞”时,科学家们已经在该领域取得不少成果了。2016年,著名生物学家克雷格·文特尔团队宣称设计出当时最简单的人造细胞,只用了473个基因。2018年,科学家又宣布合成出当时最逼真的人造细胞。不过,天然细胞的功能和特征是在悠远历史中进化形成的,要实现人造细胞与天然细胞难分伯仲,恐怕仍需漫长的研发历程。

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发布于:2019-08-08

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