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人造细胞和天然细胞合体了

时间:2021-02-20 11:24 来源:网络整理 转载:张家界资讯网
帝国理工学院的研究人员首次将活细胞和非活细胞融合了,合体后的“细胞”还能协同工作。

科学家们为什么要制造这种细胞,

听说过《钢铁侠》吗,给细胞穿上保护外壳,让其在恶劣环境下也能生产化学物质。该系统为光合作用细胞电池、体内药物合成,以及生物传感器等超级“细胞特工”开发奠定了重要基础。

此前的人工细胞仍然需要借助部分天然细胞“机器”,如支持化学反应的酶,再把它们封装入人工衣壳。这篇发表在《Scientific Reports》的新作是将整个细胞封装进了人造衣壳。

这种“钢铁侠细胞”还含有与内部天然细胞协同工作以生产新化学物质的酶。在验证实验中,研究人员让细胞生产的是一种荧光化合物,以便观察整个系统是否能达到预期效果。

帝国理工化学系教授Oscar Ces说:“天然细胞可以完成极其复杂的功能,但你很难控制它们只专注某一方面生产。人工细胞相对比较容易编程,但是,以目前水平我们还无法构建出太复杂的系统。”

“我们的新系统通过融合整个天然细胞与人造细胞来弥补两种设计策略的不足,让两个机器协同工作以产生我们所需的效果,这是我们对人工细胞设计的一种思维方式范式转变,有助于开拓和加速它们在医疗和其他领域的应用。”

研究小组利用微流控技术,用不混合的水和油制造包容天然细胞和酶的特定尺寸液滴,然后在液滴表面涂上提供保护的人造涂层。

他们在对细胞有毒的高铜溶液中测试了这些“钢铁侠细胞”,发现大多数细胞仍能表达荧光物质,意味着它们仍然活着,并发挥着作用。这种能力对人工细胞进入人体执行任务很有必要,因为人造外壳可以保护它们抵御人体免疫系统多方攻击。

文章第一作者Yuval Elani博士说:“我们设计的系统是可控和可定制的,你可以用重复的方式定制不同尺寸的人工细胞,添加其他细胞机制,如进行光合作用的叶绿素或作为传感器的工程微生物。”

为了改善该系统,研究人员的下一步工作是将人造涂层设计得除了更像生物膜,还能执行特殊功能,例如遇到特定信号后,打开或释放内部化学产物以减少肿瘤靶向治疗的副作用。

距离实际应用虽然可能还有一段路要走,但研究团队表示,希望他们找到了起飞的正确方向。不管怎么说,这项研究是将活生物和非生物成分融合的一个先例。

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原文检索:Constructing vesicle-based artificial cells with embedded living cells as organelle-like modules

(生物通:伍松)

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