SpudCell:科學家創造了一種具有生命大部分特徵的細胞。這是你應該知道的。

SpudCell 是由明尼蘇達大學的科學家製造的合成細胞。它是在實驗室中用非生命化學物質創建的,但可以執行與活細胞相同的大部分功能。它進食、生長和繁殖,並將其遺傳物質傳遞給後代。

雖然 SpudCell 不是有史以來第一個創建的合成細胞,但它是第一個在使用實驗室化學品「自下而上」創建後完成完整生命週期(從出生到分裂為下一代細胞)的合成細胞。它是活細胞結構的簡化版本,揭示了生命功能所需的基本遺傳和結構成分。

不,或者也許! SpudCell 背後的研究人員並沒有聲稱創造了生命,儘管他們指出生命“沒有一個公認的定義”,而且他們的細胞樣系統的作用與活細胞類似。

該計畫的研究人員在一份聲明中寫道:“SpudCell 執行通常用於區分生物和非生物的行為(它進食、生長、複製其基因組、分裂和接受選擇),但它比任何自然細胞簡單得多,並且是手工部分組裝的。”

與大多數天然細胞不同,SpudCell 不是自給自足的。由於它無法建構自己的核醣體(細胞中負責建構新蛋白質的部分),因此科學家必須為其提供關鍵的蛋白質和酶,並且每個譜系只能持續五到十代。

SpudCell 的基因組也比大多數活細胞的基因組小。它只包含 90,000 個鹼基對,而人類有 30 億個鹼基對,而且這種遺傳訊息被分成七個 DNA 分子,而不是合併為一個。這種碎片化意味著重要的遺傳物質並不總是完整地傳遞給下一代。

儘管 SpudCell 是一項新的開發成果,但它建立在科學家數十年對「最小細胞」的研究基礎上。這些是合成細胞,僅包含執行生命功能所需的最基本的遺傳和結構體系。

合成細胞幫助研究人員充分了解活細胞的基本功能:什麼是生命所必需的,什麼不是生命所必需的。

對生命連結和機制的理解的進步反過來可以幫助醫學研究、太空探索和許多其他研究領域。

一個多世紀以來,科學家一直在嘗試模仿生命的過程,從嘗試在實驗室中創建用於醫學研究的細胞內部部分,到嘗試創造整個細胞。

世界上第一個人造「細胞」是由加拿大物理學家和發明家Thomas Ming Swi Chang於1957年創造的。雖然這第一次嘗試不像生物細胞那樣發揮作用,但它為依賴生物材料在體內運輸的醫學進步鋪平了道路,例如治療器官衰竭和藥物中毒。

自此,合成生物學領域蓬勃發展。 2010 年,J. Craig Venter 研究所的研究人員創造了「最小細胞」(由剝離的天然細胞製成),它具有合成基因組並且可以自行分裂。現在,SpudCell 展示了合成生物學的新方法。

“凱特·阿達瑪拉的團隊設計並構建了一種非生命合成細胞,它比自下而上的合成細胞領域產生的任何其他細胞都更接近‘生命’,”J. Craig Venter 研究所合成細胞研究負責人約翰·格拉斯 (John Glass) 說。

這是一個重要的進步,但 SpudCell 背後的研究人員表示,仍有工作要做。

接下來,研究人員希望創建用於構建核醣體的遺傳指令,這樣未來版本的 SpudCell 就不必從活細胞借用核醣體,這將 SpudCell 的繁殖能力限制在五到十代。

研究人員還希望透過提高它們向後代傳遞完整遺傳訊息的能力,並減少對研究人員提供的富含酶的「食物」的依賴,使它們的功能更接近天然細胞。

這種創造合成細胞的新方法帶來了人們對現實創造物的倫理和安全性的長期擔憂。生物安全專家表示,SpudCell 和類似的人造細胞計畫不會構成直接威脅。

生物工程研究聯盟安全項目主任貝基·麥克爾普朗 (Becky Mackelprang) 表示:“目前的 SpudCell 是一個有趣的原理證明,但在它能夠用於好事或壞事之前,還需要做更多的工作。”

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