Chinese Researchers Achieve Asymmetric Division of Artificial Cells

记者5月13日获悉，由中国科学院化学研究所领衔的研究团队，通过生化分子诱导人工细胞内部发生选择性剥离，首次实现人工细胞形态和功能的不对称分裂，为构建具备基本生命特征的人工细胞系统提供新思路。<br> 天然细胞有对称和不对称两种分裂方式，其中不对称分裂是将一个细胞分裂成两个不同的子细胞，是生命体实现细胞分化、器官发育、功能多样化的重要基础。因此，构建能够模拟天然细胞分裂行为的人工细胞，是合成生命研究的重要目标。<br> 中国科学院化学研究所研究员乔燕介绍，针对这一难题，研究团队设计了一种结构化层状液滴结构的特殊人工细胞模型。当研究人员向其中加入碱性磷酸酶后，液滴表面被“啃”出了一个小窝，并逐渐形成一层外壳。最终，内核被完整“挤”出，母代细胞分裂为两个形态不同的子代细胞：内核仍保持多层实心液滴结构，外壳自动闭合形成内部含水的多层囊泡结构。 人工细胞不对称分裂示意图。（中国科学院化学研究所供图）<br> 研究发现，在人工细胞的分裂过程中，母代细胞的功能分子能够被有效分配至两个子代细胞中，且依然保持良好的活性。而两个子代细胞在功能上出现了区别：由外壳形成的子代相对疏松，内部的生物功能分子会逐渐释放到外部环境；而继承内核的子代则具有更强的物质保留能力。<br> 中国科学院化学研究所所长、研究员王树表示，目前人工细胞还无法像天然细胞一样持续分裂和稳定传代。下一步，团队将进一步探索如何赋予人工细胞类似天然细胞的多代增殖能力，并将其与基因表达、代谢反应等功能模块结合，有望在生物制造、生物医药等领域应用。<br> 据悉，相关论文成果已在国际学术期刊《自然》发表。（记者刘祯、胡喆）