記者5月13日獲悉，由中國科學(xué)院化學(xué)研究所領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊，通過生化分子誘導(dǎo)人工細(xì)胞內(nèi)部發(fā)生選擇性剝離，首次實現(xiàn)人工細(xì)胞形態(tài)和功能的不對稱分裂，為構(gòu)建具備基本生命特征的人工細(xì)胞系統(tǒng)提供新思路。
天然細(xì)胞有對稱和不對稱兩種分裂方式，其中不對稱分裂是將一個細(xì)胞分裂成兩個不同的子細(xì)胞，是生命體實現(xiàn)細(xì)胞分化、器官發(fā)育、功能多樣化的重要基礎(chǔ)。因此，構(gòu)建能夠模擬天然細(xì)胞分裂行為的人工細(xì)胞，是合成生命研究的重要目標(biāo)。
中國科學(xué)院化學(xué)研究所研究員喬燕介紹，針對這一難題，研究團(tuán)隊設(shè)計了一種結(jié)構(gòu)化層狀液滴結(jié)構(gòu)的特殊人工細(xì)胞模型。當(dāng)研究人員向其中加入堿性磷酸酶后，液滴表面被“啃”出了一個小窩，并逐漸形成一層外殼。最終，內(nèi)核被完整“擠”出，母代細(xì)胞分裂為兩個形態(tài)不同的子代細(xì)胞：內(nèi)核仍保持多層實心液滴結(jié)構(gòu)，外殼自動閉合形成內(nèi)部含水的多層囊泡結(jié)構(gòu)。
人工細(xì)胞不對稱分裂示意圖。（中國科學(xué)院化學(xué)研究所供圖）
研究發(fā)現(xiàn)，在人工細(xì)胞的分裂過程中，母代細(xì)胞的功能分子能夠被有效分配至兩個子代細(xì)胞中，且依然保持良好的活性。而兩個子代細(xì)胞在功能上出現(xiàn)了區(qū)別：由外殼形成的子代相對疏松，內(nèi)部的生物功能分子會逐漸釋放到外部環(huán)境；而繼承內(nèi)核的子代則具有更強(qiáng)的物質(zhì)保留能力。
中國科學(xué)院化學(xué)研究所所長、研究員王樹表示，目前人工細(xì)胞還無法像天然細(xì)胞一樣持續(xù)分裂和穩(wěn)定傳代。下一步，團(tuán)隊將進(jìn)一步探索如何賦予人工細(xì)胞類似天然細(xì)胞的多代增殖能力，并將其與基因表達(dá)、代謝反應(yīng)等功能模塊結(jié)合，有望在生物制造、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域應(yīng)用。
據(jù)悉，相關(guān)論文成果已在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表。（劉禎 胡喆）
（責(zé)任編輯：蔡文斌）
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