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人工原始細胞有一層蛋白質(zhì)皮膚（藍色），內(nèi)涵獨立的液滴（黃色），其功能類似于細胞器。圖片來源：中科院化學(xué)研究所喬燕
中國科學(xué)院化學(xué)研究所研究員喬燕、北京化工大學(xué)教授林藝揚與合作者人工設(shè)計了一款原始細胞，這種由蛋白質(zhì)構(gòu)成的囊中，填充著類似于細胞子結(jié)構(gòu)的微小液滴，與活細胞類似，可對環(huán)境的變化做出反應(yīng)。相關(guān)研究近日發(fā)表于《科學(xué)進展》。作者表示，這種被稱為原始細胞的活細胞的簡單模型有助于探索真實細胞是如何處理信息的。
作為生命的基本單位，細胞就像分隔的“微型反應(yīng)器”，擁有擁擠的分子微環(huán)境。對細胞起源的探索啟發(fā)了人們設(shè)計類似的合成物，以模擬其功能和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。
喬燕與林藝揚等設(shè)計的原始細胞包含一個蛋白質(zhì)囊，內(nèi)含由光敏性短分子和對pH敏感的長聚合物混合而成的內(nèi)部“細胞器”。
細胞器在一定的光照和pH值下形成，促使組成部分纏結(jié)成液體球，形成分層的原始細胞。盡管沒有膜，但凝聚的微滴依然很明確。酶或DNA鏈可集中在發(fā)育中的細胞器內(nèi)，模仿細胞內(nèi)生物分子的形成。
這種原始細胞可以處理二元信號：如果原始細胞暴露在乳糖或氧氣中，或者兩者都不暴露，就會形成細胞器。但如果暴露在乳糖和氧氣中，則會抑制細胞器的形成，并導(dǎo)致現(xiàn)有的細胞器解體。作者表示，這種信息處理能力使科學(xué)家能夠像計算機芯片一樣為原始細胞編程，以控制化學(xué)反應(yīng)。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1126/sciadv.abf9000
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