来自中国上海交通大学、英国布里斯托大学和法国国家科学研究中心的研究人员正在利用细菌的潜力，努力建立先进的合成细胞，以模拟真实生命的功能。这项研究在制造被称为原细胞（protocell）的合成细胞方面取得了显著进展，能够更准确地反映活细胞的复杂组成、结构和功能。

研究背景

这项研究的成果已发表在《Nature》期刊，题为“Living material assembly of bacteriogenic protocells”。研究人员通过单个凝聚体微滴进行空间可控的组装，结合活性材料的原位裂解细菌菌落，创造了一种以原核细胞为启发的真核细胞仿生系统，为人造细胞的研究领域带来了重大突破。创建具备真实功能的原细胞成为了跨越生物工程与生命起源研究的重要挑战。

细菌的应用

以往尝试利用微胶囊构建原细胞模型均未成功，研究人员因此转向细菌，以活体材料组装过程来建立复杂的合成细胞。本研究展示了一种利用充满活细菌的粘性微液滴作为微型建筑场地的方法，成功构建了高度复杂的原细胞。

实验步骤

在实验的初步步骤中，研究人员首先将空液滴暴露于两种细菌中：一种细菌自发性地被捕获在液滴内部，另一种则困在液滴表面。 subsequent, 这两种细菌都被消灭，释放的细胞成分依然保留在液滴内部或表面，最终形成了膜包覆的细菌性原细胞（bacteriogenic protocell），这其中包含了数千个生物分子和机械零件。

功能与活性

研究发现，这些原细胞能够通过糖酵解生成富含能量的分子（ATP），并通过体外基因表达合成RNA和蛋白，表明其中的遗传细菌成分依然保持活性。这些研究成果对于探索生命的基本机制和生物医疗领域的应用具有重要意义。

未来前景

随着被捕获的细菌菌落的生长，原细胞内的总蛋白浓度在48小时内增加了三倍。研究团队通过将活细菌植入原细胞，使其能够自我维持ATP的生产，为糖酵解、基因表达和细胞骨架组装提供了持续的能量。此外，这些原生命构造体在细菌代谢与生长的影响下，展现了类似变形虫的外部形态，形成了具有综合生命特征的细胞仿生系统。

结论

该研究首创了以原核细胞为基础的新型人造细胞构建系统，不仅为构建更复杂的真核细胞仿生系统提供了新思路，也为生命起源等关键科学问题的探索带来了新的见解。这种跨学科的联合研究为合成生物学和生物工程领域的交叉融合提供了良好的平台，未来具备广泛的应用潜力和发展前景。这是泛亚电竞关注生物医疗创新的又一重大进展。