據(jù)英國帝國理工學(xué)院官網(wǎng)近日消息，該校一個研究團隊成功開發(fā)出一種新型人造細(xì)胞，能夠模仿天然細(xì)胞感知環(huán)境中的化學(xué)變化并產(chǎn)生反應(yīng)。如果在未來發(fā)展成熟，這項技術(shù)可廣泛用于生物科技等領(lǐng)域。相關(guān)成果已刊登在近期美國《國家科學(xué)院學(xué)報》上。
長期以來，合成生物學(xué)家都對人造細(xì)胞抱有很大希望。與一般簡單的合成結(jié)構(gòu)相比，相對復(fù)雜的人造細(xì)胞可對環(huán)境更敏感，并能執(zhí)行更多種類的工作，例如遞藥、追蹤癌細(xì)胞、檢測有毒化學(xué)物質(zhì)，以及提高診斷準(zhǔn)確性等。
不過，天然細(xì)胞自身就具有對外部化學(xué)變化作出反應(yīng)的能力，這個過程非常復(fù)雜，人工努力設(shè)計的細(xì)胞“復(fù)制品”則很難實現(xiàn)精確調(diào)控，這一直被視為一項工程挑戰(zhàn)。
此次，英國帝國理工學(xué)院研究團隊成功完成了這項實驗：他們培養(yǎng)的新型人造細(xì)胞，能夠通過激活細(xì)胞內(nèi)部一個人造信號通路，實現(xiàn)對細(xì)胞外部化學(xué)信號的感知和反應(yīng)。實驗結(jié)果顯示，這些人造細(xì)胞能感知鈣離子的變化并以發(fā)光形式顯示出對這些離子的反應(yīng)。
據(jù)研究人員介紹，這種人造細(xì)胞對化學(xué)變化產(chǎn)生反應(yīng)的過程，比天然細(xì)胞要簡單很多，這讓科學(xué)家們能夠更容易地進(jìn)行相關(guān)的調(diào)控。
研究論文第一作者、英國帝國理工學(xué)院的詹姆斯·新德利表示，人造細(xì)胞目前擁有很好的應(yīng)用前景，譬如說，未來可創(chuàng)造出一種能感知腫瘤標(biāo)志物并在體內(nèi)合成藥物的人造細(xì)胞，或者也可以開發(fā)出能感知環(huán)境中危險重金屬，同時釋放海綿狀物質(zhì)把它們清除掉的人造細(xì)胞。
當(dāng)人們還在社交網(wǎng)站發(fā)問“有沒有可能在實驗室中合成人造細(xì)胞”時，科學(xué)家們已經(jīng)在該領(lǐng)域取得不少成果了。2016年，著名生物學(xué)家克雷格·文特爾團隊宣稱設(shè)計出當(dāng)時最簡單的人造細(xì)胞，只用了473個基因。2018年，科學(xué)家又宣布合成出當(dāng)時最逼真的人造細(xì)胞。不過，天然細(xì)胞的功能和特征是在悠遠(yuǎn)歷史中進(jìn)化形成的，要實現(xiàn)人造細(xì)胞與天然細(xì)胞難分伯仲，恐怕仍需漫長的研發(fā)歷程。
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