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它能自主分裂、增殖……这是人造生命吗?

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核心内容总结

美国明尼苏达大学的合成生物学家团队造出了一种叫“SpudCell(土豆细胞)”的合成细胞——它是用无生命物质组装的,能像活细胞一样复制DNA、分裂增殖,但还不算真正的活细胞:它高度依赖外界供给原料,分裂5次左右就会失去活性,也无法自然演化。这个成果的特别之处在于,它是“自下而上搭积木”做出来的(和以前“删减现有细菌基因”的思路相反),目前团队已开源项目,希望全球科学家一起优化,目标是打造能无限分裂的最简人工生命。

详细拆解解读

1. SpudCell和以前的合成细胞有啥不一样?

以前的合成细胞都是“做减法”:拿现成的细菌,删掉多余基因,比如2016年科学家把一种细菌的901个基因减到473个,本质是“改造现有生命”。而SpudCell是“做加法”:从无到有,选了大肠杆菌(主要)、噬菌体病毒(次要)、水母(荧光蛋白基因,方便观察)的共36个基因,像搭积木一样组装成细胞。简单说,以前是“改旧房子”,现在是“从零盖新房”。

2. SpudCell算活细胞吗?

严格来说不算。它能模仿活细胞的两个关键动作:复制DNA、分裂出子细胞,但有两个硬伤:

  • 依赖外界“投喂”:它自己不能合成任何原料(比如蛋白质、小分子),全靠实验室提供;
  • 不能自然演化:只能人为给它加有益突变,不能像活细胞那样随机产生突变并自然选择。

团队负责人阿达马拉说:“等它能无限复制,还能自己随机突变、演化,才算真活细胞。”

3. SpudCell是怎么造出来的?分裂原理是啥?

造的步骤

① 把36个基因整成7段环状DNA,大量复制;

② 把这些DNA放进含脂类、原料的溶液里——脂类会自动形成囊泡(类似细胞膜),有些囊泡恰好包着所有7段DNA,就成了SpudCell。

分裂原理

实验室往溶液里加大分子蛋白,这些蛋白和SpudCell细胞膜上的通道蛋白“抢位置”,把膜挤得弯曲出芽,芽掉下来就是子细胞。但子细胞是随机拿DNA片段的,很多没拿到完整的36个基因,所以活不了多久。

4. 现在的瓶颈和未来目标?

瓶颈:分裂5次就没活性了。团队猜是因为它不能自己合成核糖体(细胞里的“蛋白质工厂”),靠外界给的核糖体用完了。

未来目标

① 把所有36个基因整合到一段DNA上(现在是7段,子细胞容易缺);

② 让它能自己合成核糖体——阿达马拉觉得这个目标“短期内有望实现”,到时候就能无限分裂了。

5. 这东西安全吗?

完全没风险。就算以后它能活,也只能在实验室/工厂的特定环境里生存(外面没有它需要的原料),比我们日常接触的细菌还安全,不用担心“跑出去搞事”。

这个成果虽然还不是真正的活细胞,但给合成生物学打开了新方向——以后可能用它做药物生产、环境治理,甚至探索生命起源的秘密。不过现在还在早期阶段,得等科学家们继续优化才行。