中科院化學(xué)研究所研究員喬燕、北京化工大學(xué)教授林藝揚(yáng)與合作者人工設(shè)計(jì)了一款原始細(xì)胞。這種由蛋白質(zhì)構(gòu)成的囊中，填充著類似于細(xì)胞子結(jié)構(gòu)的微小液滴，與活細(xì)胞類似，可對(duì)環(huán)境的變化作出反應(yīng)。研究人員表示，這種被稱為原始細(xì)胞的活細(xì)胞的簡(jiǎn)單模型有助于探索真實(shí)細(xì)胞是如何處理信息的。相關(guān)研究近日發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》。

作為生命的基本單位，細(xì)胞就像分隔的“微型反應(yīng)器”，擁有擁擠的分子微環(huán)境。對(duì)細(xì)胞起源的探索啟發(fā)了人們?cè)O(shè)計(jì)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(yáng)等設(shè)計(jì)的原始細(xì)胞包含一個(gè)蛋白質(zhì)囊，內(nèi)含由光敏性短分子和對(duì)pH敏感的長(zhǎng)聚合物混合而成的“細(xì)胞器”。

細(xì)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(xì)胞。盡管沒(méi)有膜，但凝聚的微滴依然分明。酶或DNA鏈可集中在發(fā)育中的細(xì)胞器內(nèi)，模仿細(xì)胞內(nèi)生物分子的形成。

這種原始細(xì)胞可以處理二元信號(hào)，如果原始細(xì)胞暴露在乳糖或氧氣中，或者同時(shí)不暴露于兩者中，就會(huì)形成細(xì)胞器。但如果暴露在乳糖和氧氣中，則會(huì)抑制細(xì)胞器的形成，并導(dǎo)致現(xiàn)有的細(xì)胞器解體。研究人員表示，這種信息處理能力使科學(xué)家能夠像計(jì)算機(jī)芯片一樣為原始細(xì)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

(原載于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2021-06-11 第4版 綜合)

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