正在阅读: 最逼真人造细胞问世
  1. 时政
  2. 国际
  3. 时评
  4. 理论
  5. 文化
  6. 科技
  7. 教育
  8. 经济
  9. 生活
  10. 法治

最逼真人造细胞问世

2018-11-29 09:15来源:中国科学报

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  图片来源:HENRIKE NIEDERHOLTMEYER

  没有生物学家会把化学生物学家Neal Devaraj及其同事在美国加州大学圣迭戈分校研制的微小“细胞”误认为是真的。与包裹人体细胞的脂质膜不同,这些仿生细胞被一层塑料(聚合丙烯酸酯)包裹着。尽管它们拥有一个含有DNA的类核室,但缺乏一种像真正的细胞核那样的膜,而且它的主要成分是黏土中发现的矿物质。

  然而,未参与该研究的明尼苏达大学合成生物学家Kate Adamala说,这些人工细胞已经是最前沿的了,这是“人们最接近于构建一个真正具有功能的合成真核细胞”。

  就像真正的细胞一样,这些小球可以向它们的邻居发送蛋白质信号,从而引发群体行为。Devaraj团队最近在bioRxiv网站上发表的一篇预印本论文中透露,“细胞核”能与细胞的其他部分进行对话,释放能激发蛋白质合成的RNA。这个人工细胞核甚至可以对来自其他模拟细胞的信号作出反应。“这可能是合成生物学本年度最重要的论文之一。”Adamala说。

  一直以来,合成生物学家对人造细胞有很大的梦想。与更简单的合成结构相比,例如已经在体内运输某些药物的脂质体,人造细胞可能对环境更敏感,并能执行更多种类的工作。未来,人造细胞可以更精确地将药物输送到目标、追踪癌细胞、检测有毒化学物质,或者提高诊断测试的准确性。而相互作用的合成细胞阵列可以形成能感知和适应环境的人工组织和智能材料。

  此外,科学家在努力设计细胞复制品的同时,可能也会更多地了解生命是如何起源并克服一些同样的工程挑战。

  但单独完成细胞的某些功能——如制造蛋白质和复制DNA——是不够的。Devaraj说:“如果要开发合成材料,我们需要各个单元的合作。”研究人员已经设计出可以通过交换糖和过氧化氢等相对较小的分子进行相互交流的合成细胞。然而,Devaraj指出,人体中的许多分子信号,包括胰岛素和激活免疫细胞的细胞因子,都是蛋白质,而且通常要大得多。

  为了制造一种更像细胞的细胞模拟物,Devaraj和同事远离大自然。该研究合作者、加州大学圣迭戈分校合成生物学家Henrike Niederholtmeyer说,最新的人造细胞“看起来有点像自然细胞,但它们完全是由人工材料制成的”。研究人员使用了一种带有微观流体通道的硅片挤压含有DNA、黏土矿物和单个丙烯酸酯分子等原材料的微小液滴。研究人员还利用紫外线和化学处理促使每个液滴周围形成多孔膜。与此同时,Devaraj表示,液滴内的矿物质和DNA凝结成一种具有软性隐形眼镜质感的凝胶,制出了细胞核的一个版本。

  结果是制出一个具有新通信能力的细胞复制品。在一些实验中,Devaraj团队在细胞核中植入了编码绿色荧光蛋白的DNA。他们还安装了一个陷阱捕捉绿色荧光蛋白分子。研究人员在人造细胞周围的液体中加入酶和其他合成蛋白质的必要物质,如核糖体,并将它们打开。这种分子机制穿过多孔膜,读取细胞核中的遗传信息,并引发绿色荧光蛋白的合成。

  研究结果显示,与真正的细胞一样,这些细胞模拟物可以与附近细胞进行交流,并刺激它们产生蛋白质。

  这些人造细胞还显示出另一种类似生命的属性——群体感应,即当细胞数量足够多时,它们的行为就会发生变化。研究人员在测试含有不同密度细胞模拟物的溶液时发现了这种能力。

  这些细胞模拟物很坚固,在冷冻两年后仍然完好无损。它们的耐用性可能使它们成为良好的环境传感器——这是研究人员正在探索的几种结构应用之一。Devaraj和同事还希望这些或其他合成细胞具有生长和分裂的能力。

  英国伦敦帝国理工学院生物工程师Yuval Elani对这种人造细胞印象深刻。“使用这些非生物成分的想法非常强大。”但他指出,如果这些人造成分被证明与其他研究人员正在开发的构成人造细胞的“天然”成分不兼容,那么它也可能成为一个缺陷 。(鲁亦)

  《中国科学报》 (2018-11-28 第3版 国际)

[责编:毕孝斌]

阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

新闻表情排行 /
  1. 开心
     
    0
  2. 难过
     
    0
  3. 点赞
     
    0
  4. 飘过
     
    0

视觉焦点

  1. 灯光秀扮靓新疆哈密夜空

  2. 欢快锣鼓闹元宵

独家策划

推荐阅读
千里之行始于足下,也更希望对我们国家的科学发展关注,这才是整个国家发展和腾飞的真正动力。
2019-02-15 18:46
继嫦娥四号成功着陆月球背面,并发回相关资料后,我们又迎来了一个关于嫦娥四号的大新闻。
2019-02-15 14:06
从珠峰大本营到绒布寺,下撤距离只有2公里左右,这个距离其实对于人们观赏珠峰没有任何影响。
2019-02-15 13:51
人类社会仍处于“版权保护原始社会”。
2019-02-15 09:35
坐公交、地铁,无需公交卡,刷一下手机便可乘坐;逛商场、吃饭,手机就是银行卡,结账时无需点开二维码,在POS机上一刷便付款成功;不用再找数据线和插孔,手机放在桌上,便可以自动充电……这样智能化的生活场景得益于近场通信(NFC)中一种叫高磁导率磁性基板的材料。
2019-02-15 09:01
所谓“外骨骼机器人”其实是一种可穿戴的动力外骨骼系统。“傅利叶智能通过力反馈控制算法,将外骨骼机器人与人进行交互,步态轨迹也可以依据使用者的用力大小、外部动态环境的变化而实时调整。
2019-02-15 09:00
2015年底,FDA批准了二甲双胍是否具有延长人类寿命功能的临床科学研究,这是FDA首次批准所谓抗衰老药物的临床研究。近些年,新的衰老细胞假说出现,有科学家表示发现生物体内存在衰老细胞,用方法杀死衰老细胞,就可以焕发青春。
2019-02-15 08:59

孩子是每个家庭的希望,孩子如果患上肿瘤对家庭将是严重打击。每年2月15日是国际儿童癌症日,14日,记者从重庆大学附属肿瘤医院获悉,据国际儿童肿瘤学会调查显示,儿童肿瘤发病率近十年以年均2.8%左右的速度增长,儿童肿瘤已成为仅次于意外伤害的第二大儿童死亡原因。

2019-02-15 08:56
“外来物种鳄雀鳝如果真来到白云湖,会对水域生态环境造成严重威胁。这些外来物种一旦进入我国的水生生态系统,有可能对我国的水生生物多样性和水域生态安全带来严重影响和危害。
2019-02-15 08:53

14日,北方雪花飘飘,南方阴雨连绵,全国出现入冬以来范围最大的雨雪天气。“十天之内,北京下了三场雪,终于把2018年没见到雪的遗憾给补上了。”有网友在朋友圈感慨。2月,北方地区频繁降雪的原因是什么,与欧洲、美国近期接二连三出现的暴雪天气有无关联?

2019-02-15 08:52
一个英美联合研究团队首次实地勘测了南极洲麦克默多冰架,对其因表面融水湖的水流进出所造成的弯曲度分析后认为,正是融水湖的充水和排水导致了漂浮着的南极冰架弯曲,并可能威胁到其稳定性。论文刊发在13日出版的《自然·通讯》上。
2019-02-15 08:52
阿尔玛望远镜在银河系中心附近捕捉到特异分子云的详细结构。根据其运动进行分析,日本科学家发现了超过太阳质量3万倍的黑洞存在。他们认为,在银河中心附近可能潜伏着多颗类似的中等质量黑洞。
2019-02-15 08:51
《科学》杂志去年曾发表一项研究表明,火星南极冰盖下有液态水。火星比地球要冷得多,因此不清楚在冰盖底部融化冰需要怎样的条件。模型显示,单独使用盐并不会导致温度升高并使冰融化,而是需要从火星内部获得额外的热量。
2019-02-15 08:50
据美国国家航空航天局(NASA)官网消息,当地时间12日,该机构的“洞察”号火星着陆器已将地下热量探测仪成功设置在火星表面,距离此前设置的地震计约1米远。去年12月,“洞察”号成功将地震测量仪安放在火星表面,倾听来自火星内部的震波,帮助科学家分析火星内部不同层级的深度和构成。
2019-02-15 08:50
英国《自然》杂志14日在线发表了一项最新医学成果:瑞士科研团队报告称,已可以重编码人类α和γ胰岛细胞,使之产生胰岛素。之后,研究团队测试了这些产生胰岛素的人类α细胞,是否可以减轻缺乏胰岛β细胞的Ⅰ型糖尿病小鼠的临床症状。
2019-02-15 08:49
最近我在校园里碰到一位生化专业“准院士”级的教授。他非常不悦地说:“你们搞的那个什么抄袭检测,真有问题,搞得我们,尤其是我的学生下笔先恐‘查’,难道我们参考文献或按照行业常规描述实验就是抄袭吗?特别是对生物实验中经典方法的描述,为了降低查重率,就一定要拆散字词重新组织实验过程吗?”
2019-02-15 08:48
记者从哈尔滨工业大学获悉,该校生命学院教授黄志伟课题组完成的一项课题《高保真SpCas9变体的结构基础》,日前发表在最新一期国际期刊《细胞研究》上。
2019-02-15 08:48
近年来,Hippo信号通路成为国内外研究的热门领域,该通路被认为对组织再生、器官大小以及肿瘤发生起着重要调控作用。而当饲喂小鼠能降低其体内胆汁酸水平的消胆胺时,则可以有效缓解肝脏过度生长及肿瘤的形成。
2019-02-15 08:47
对于这一开发热潮,中国航天科工集团二院研究员杨宇光认为,目前看不到这样的需求。只能防辐射而已  虽然目前开采小行星的设想很多,但万变不离其宗,基本想法都是将探测器发射到小行星上,开采资源后带回地球,或直接在太空用于建设。
2019-02-15 08:46
记者14日从中国石化西北油田分公司获悉,西北油田顺北5-5H井顺利完钻进入测试阶段,完钻井深8520米,刷新了亚洲陆上最深井顺北蓬1井8450米的纪录,同时创下4项工程技术亚洲陆上新纪录。
2019-02-15 08:46
加载更多