创建人造细胞技术又向前迈出了一大步,科学家已经开发出能够产生自身化学能并合成自身结构部分的细胞。
这使得这些人造细胞更接近真实的生物细胞。
这不仅可以帮助我们了解真正的细胞如何起作用,而且还可以对许多其他研究领域产生重要影响,例如制造出人造器官和其他身体组织以对抗疾病。
日本东京工业大学的首席研究员车俞澈(Yutetsu Kuruma)说:“我一直在努力构建一个活的人造细胞,尤其是具有细胞内膜的细胞。我们的人造细胞被包裹在脂质膜中,小膜结构被封装在其中。这样,细胞膜是形成细胞最重要的前提。”
脂质膜含有从活细胞中纯化的蛋白质“ATP合成酶”以及细菌视紫红质。它们被设计为串联工作,使用光能在细胞内产生能量差异,然后利用该能量差来构建更多的分子和更多的蛋白质。
在实验过程中,光合作用过程如科学家所希望的那样发生。人工细胞通过从DNA中制造信使RNA(mRNA),然后从mRNA制造蛋白质来模拟真实细胞。
这里的关键特征是细胞产生能量并进行自身合成的能力,可能导致独立的人工细胞的产生,这些细胞可以自行维持。
虽然这项研究无法复制实际细胞所能提供的全系列蛋白质,但研究人员认为这可以通过升级细胞结构设置实现。
科学家表示他们的工作对于原始细胞的研究也很重要,是一种不成熟的白细胞,可以分化为更加成熟的细胞。这些原始细胞如何产生能量来创造自己的新陈代谢?这种新型的人造细胞可能会告诉我们。
如果这项研究揭示出两种膜蛋白能够产生足够的能量来驱动基因表达,那么原始细胞可能已经能够利用太阳光进化成我们所知的现代细胞。
随着研究的继续,我们可能能够到达并观察早期地球上发生的细胞发育临界点。研究的其他好处可以涵盖从药物输送到超智能传感器开发的等领域
Kuruma说:“我们的人工光合细胞系统为构建一个能量独立的人工细胞铺平了道路。”
该研究发表在《自然通讯》杂志上。
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