人民網(wǎng)北京5月14日電 （記者趙竹青）人工細(xì)胞如何“活起來(lái)”，從一個(gè)變成兩個(gè)，且兩個(gè)“不一樣”的？中國(guó)科學(xué)家給出了答案。北京時(shí)間5月13日，中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所喬燕、王樹(shù)合作團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)外科學(xué)家，在國(guó)際期刊《自然》發(fā)表成果，首次成功實(shí)現(xiàn)人工細(xì)胞的形態(tài)功能不對(duì)稱分裂。

不對(duì)稱分裂是生命體實(shí)現(xiàn)細(xì)胞分化、器官發(fā)育、功能多樣化的重要基礎(chǔ)。一個(gè)細(xì)胞可以分裂成兩個(gè)不同的子細(xì)胞，例如干細(xì)胞分裂成一個(gè)新的干細(xì)胞和一個(gè)分化后的功能細(xì)胞。

如何用人工細(xì)胞實(shí)現(xiàn)不對(duì)稱分裂過(guò)程？為攻克這一難題，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出一種結(jié)構(gòu)化層狀液晶液滴的特殊人工細(xì)胞模型。加入特定酶后，酶在液滴表面“啃”出一個(gè)小窩，小窩沿內(nèi)表面擴(kuò)展，最終將內(nèi)核完整“擠出”，外殼則自動(dòng)閉合形成一個(gè)多層囊泡。母代細(xì)胞由此分裂為兩個(gè)結(jié)構(gòu)性能迥異的子代：一個(gè)繼承內(nèi)核，仍保持多層液晶結(jié)構(gòu)；另一個(gè)為外殼剝離重構(gòu)、內(nèi)部含水的囊泡結(jié)構(gòu)。團(tuán)隊(duì)將命名為“剝離式”不對(duì)稱分裂。

有趣的是，兩個(gè)子代不僅長(zhǎng)相不同，功能也出現(xiàn)分工：子代外殼內(nèi)部分子物質(zhì)會(huì)逐漸釋放到外部，子代內(nèi)核則具有更強(qiáng)的物質(zhì)保留能力。這種行為上的差異體現(xiàn)了人工細(xì)胞不對(duì)稱分裂所帶來(lái)的功能分化特征，為構(gòu)建具有“代際功能差異”的人工生命體系提供了新的可能。

《自然》審稿人對(duì)此評(píng)價(jià)道：作者在簡(jiǎn)單的軟物質(zhì)體系中發(fā)現(xiàn)了一種非同尋常的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)變，極具視覺(jué)沖擊力，并能夠引起脂質(zhì)分子自組裝、非平衡化學(xué)及人工細(xì)胞研究等多個(gè)交叉學(xué)科領(lǐng)域的濃厚興趣。

該研究揭示了一種人工細(xì)胞不對(duì)稱分裂的全新機(jī)制。喬燕研究員說(shuō)：“這不僅為理解類生命功能涌現(xiàn)與原始生命的形成提供了新的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，也為設(shè)計(jì)生物制造體系開(kāi)辟了新的思路。”

王樹(shù)研究員表示，隨著化學(xué)、材料科學(xué)和合成生物學(xué)等領(lǐng)域的不斷交叉發(fā)展，人類距離“從零構(gòu)建”具備生命基本特征的人工細(xì)胞系統(tǒng)越來(lái)越近。

據(jù)介紹，目前人工細(xì)胞還無(wú)法像天然細(xì)胞一樣持續(xù)分裂和穩(wěn)定傳代。下一步，研究人員將進(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。