合成生物學(xué)領(lǐng)域的重大進(jìn)步—— 人造細(xì)胞可在內(nèi)部產(chǎn)生多種蛋白質(zhì)

　　據(jù)發(fā)表在最新一期《自然·化學(xué)》雜志上的論文，德國達(dá)姆施塔特工業(yè)大學(xué)和瑞士弗里堡大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的國際研究團(tuán)隊(duì)在使用合成材料合成人造細(xì)胞方面實(shí)現(xiàn)突破。這些細(xì)胞通過一種被稱為生物催化聚合誘導(dǎo)自組裝(BioPISA)的過程制造，代表了合成生物學(xué)領(lǐng)域的重大進(jìn)步。

　　人造細(xì)胞是模仿活細(xì)胞特性的微觀結(jié)構(gòu)。它們是促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)和分子系統(tǒng)工程的重要微反應(yīng)器，是合成生物學(xué)途徑的宿主，也是研究生命起源的重要工具。

　　該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種酶促合成的聚合物微膠囊，并使用它們來包裹細(xì)菌細(xì)胞的可溶性內(nèi)容物(即胞質(zhì)溶膠)，從而創(chuàng)造出能夠在內(nèi)部產(chǎn)生一系列蛋白質(zhì)的人造細(xì)胞，包括熒光蛋白、制造細(xì)胞骨架樣結(jié)構(gòu)的肌動(dòng)蛋白，以及人類骨骼中發(fā)現(xiàn)的生物礦化過程的堿性磷酸酶。

　　蛋白質(zhì)的表達(dá)不僅模仿了活細(xì)胞的基本特性，而且展示了這些人造細(xì)胞在從藥物輸送到組織工程等多種應(yīng)用中的潛力。

　　新研究彌補(bǔ)了合成生物學(xué)中的一個(gè)重要空白，即能夠?qū)⒑铣刹牧吓c酶過程結(jié)合起來，創(chuàng)造出復(fù)雜的人造細(xì)胞，就像真正的細(xì)胞一樣，這為創(chuàng)造結(jié)構(gòu)和功能上與生物細(xì)胞相似的模擬物開辟了新途徑。

　　研究人員指出，酶促自由基聚合是制造這些人造細(xì)胞的關(guān)鍵。酶會(huì)將聚合過程中自組裝的聚合物合成納米和微米尺寸的聚合物膠囊。這是一種非常簡單但有效的人造細(xì)胞制備方法。在未來的工作中，研究團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是利用人造細(xì)胞中表達(dá)的蛋白質(zhì)來催化進(jìn)一步的聚合，從而模仿自然細(xì)胞的生長和復(fù)制。

（責(zé)任編輯：華康）