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人工細胞如何“活起來”，從一個變成兩個，且兩個“不一樣”的？中國科學家給出了答案。北京時間5月13日，中國科學院化學研究所喬燕、王樹合作團隊聯(lián)合國內外科學家，在國際期刊《自然》發(fā)表成果，首次成功實現(xiàn)人工細胞的形態(tài)功能不對稱分裂。

不對稱分裂是生命體實現(xiàn)細胞分化、器官發(fā)育、功能多樣化的重要基礎。一個細胞可以分裂成兩個不同的子細胞，例如干細胞分裂成一個新的干細胞和一個分化后的功能細胞。

如何用人工細胞實現(xiàn)不對稱分裂過程？為攻克這一難題，研究團隊設計出一種結構化層狀液晶液滴的特殊人工細胞模型。加入特定酶后，酶在液滴表面“啃”出一個小窩，小窩沿內表面擴展，最終將內核完整“擠出”，外殼則自動閉合形成一個多層囊泡。母代細胞由此分裂為兩個結構性能迥異的子代：一個繼承內核，仍保持多層液晶結構；另一個為外殼剝離重構、內部含水的囊泡結構。團隊將命名為“剝離式”不對稱分裂。

有趣的是，兩個子代不僅長相不同，功能也出現(xiàn)分工：子代外殼內部分子物質會逐漸釋放到外部，子代內核則具有更強的物質保留能力。這種行為上的差異體現(xiàn)了人工細胞不對稱分裂所帶來的功能分化特征，為構建具有“代際功能差異”的人工生命體系提供了新的可能。

《自然》審稿人對此評價道：作者在簡單的軟物質體系中發(fā)現(xiàn)了一種非同尋常的動態(tài)轉變，極具視覺沖擊力，并能夠引起脂質分子自組裝、非平衡化學及人工細胞研究等多個交叉學科領域的濃厚興趣。

該研究揭示了一種人工細胞不對稱分裂的全新機制。喬燕研究員說：“這不僅為理解類生命功能涌現(xiàn)與原始生命的形成提供了新的實驗模型，也為設計生物制造體系開辟了新的思路?！?/p>

王樹研究員表示，隨著化學、材料科學和合成生物學等領域的不斷交叉發(fā)展，人類距離“從零構建”具備生命基本特征的人工細胞系統(tǒng)越來越近。

據(jù)介紹，目前人工細胞還無法像天然細胞一樣持續(xù)分裂和穩(wěn)定傳代。下一步，研究人員將進一步探索如何賦予人工細胞類似天然細胞的多代增殖能力，并將其與基因表達、代謝反應等功能模塊結合。