人造細(xì)胞可像天然細(xì)菌生長(zhǎng)分裂 新突破有望促進(jìn)生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域發(fā)展

據(jù)美國(guó)《新科學(xué)家》網(wǎng)站30日?qǐng)?bào)道，美國(guó)研究人員發(fā)現(xiàn)，在實(shí)驗(yàn)室制造的人造細(xì)胞可像大多數(shù)天然細(xì)菌一樣，生長(zhǎng)并分裂成形狀和大小均勻的細(xì)胞。這項(xiàng)研究對(duì)于理解生命如何運(yùn)轉(zhuǎn)具有重要意義，也有望促進(jìn)生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展。

2016年，美國(guó)科學(xué)家克萊格·文特爾等人宣布合成出“迷你”細(xì)胞，這些細(xì)胞被命名為JCVI-syn3.0，能在瓊脂上生長(zhǎng)和分裂，生成名為菌落的細(xì)胞簇。但文特爾團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，它們不像大多數(shù)天然細(xì)菌那樣均勻分裂，產(chǎn)生完全相同的子細(xì)胞，而是產(chǎn)生了形狀和大小都很奇怪的子細(xì)胞。

為厘清這一問(wèn)題，在最新研究中，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院的伊麗莎白·斯特里查爾斯基等人將不同基因重新導(dǎo)入這些合成細(xì)菌細(xì)胞，然后在顯微鏡下觀察加入的基因?qū)?xì)胞生長(zhǎng)的影響，精確找出了7個(gè)使細(xì)胞均勻分裂所需的基因。隨后，她們將這7個(gè)基因添加到JCVI-syn3.0中，發(fā)現(xiàn)這些基因可使JCVI-syn3.0恢復(fù)正常、均勻的細(xì)胞分裂和生長(zhǎng)。

他們還發(fā)現(xiàn)，雖然7個(gè)基因中有兩個(gè)已知與細(xì)胞分裂相關(guān)，但另外5個(gè)基因以前未發(fā)現(xiàn)擁有這一功能。斯坦福大學(xué)的德魯·恩迪說(shuō)：“這項(xiàng)研究對(duì)于理解生命是如何運(yùn)作的，以及需要什么基因才能可靠運(yùn)作意義重大。”

明尼蘇達(dá)大學(xué)的凱特·阿達(dá)馬拉則表示：“‘迷你’細(xì)胞很好地模擬了地球上所有生命的共同祖先之一，對(duì)其開(kāi)展基礎(chǔ)性研究有助于我們理解生命現(xiàn)象的原理以及生命的進(jìn)化史。”她進(jìn)一步表示，這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)還“使我們能更好地定義、理解和制造出可控的活細(xì)胞”，這些合成細(xì)胞是基礎(chǔ)研究和生物技術(shù)的工具，有望促進(jìn)農(nóng)業(yè)、營(yíng)養(yǎng)學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展。

總編輯圈點(diǎn)：

盡管生命的各個(gè)模塊就擺在那里，但合成生命，依然是一項(xiàng)沒(méi)有“藍(lán)圖”指導(dǎo)的工作。該領(lǐng)域一個(gè)非常重要的研究方向就是細(xì)胞重構(gòu)——于體外構(gòu)建出一個(gè)活細(xì)胞，可以為理解生命提供新思路。而一直以來(lái)，我們對(duì)于生命如何運(yùn)行以及生命運(yùn)行的必要條件都了解尚淺，從頭構(gòu)建出的所謂“活細(xì)胞”，經(jīng)常在一些微妙之處和天然細(xì)胞有所不同。不過(guò)現(xiàn)在，科學(xué)家們逐漸了解了一個(gè)活細(xì)胞的基因，了解了細(xì)胞的組分和相互作用，再運(yùn)用更為精準(zhǔn)的手段去操控它們，這一研究正越來(lái)越貼近“天然”這一狀態(tài)。

(劉霞)