合成生物學(xué)是關(guān)鍵詞：天然結(jié)構(gòu)的復(fù)制品應(yīng)該用于研究生物過程并使應(yīng)用成為可能。在這種背景下，德國合成生物學(xué)家現(xiàn)在向前邁出了重要一步：他們第一次能夠創(chuàng)造出能夠相互交換信號分子的人造細胞。該通信可以觸發(fā)合成實體中RNA或蛋白質(zhì)的產(chǎn)生。

這是一個新的研究，令人興奮，但有爭議的領(lǐng)域：在來自不同學(xué)科的合成生物學(xué)研究的背景下，開發(fā)與不存在于自然界的生物特性的系統(tǒng)。有三種不同的目標或策略。一些研究小組正在嘗試將生物體減少到最基本的系統(tǒng)組成部分。另一方面，其他人將合成元素融入生物中以賦予它們新的品質(zhì)。這是合成生物學(xué)背景下的目標，引起了許多人的關(guān)注。

在第三類中，但是，沒有微生物雜交產(chǎn)生：繼人造成分，并且具有生物的特殊性質(zhì)化學(xué)化合物的系統(tǒng)的研究人員開發(fā)的車型自然。具體而言，科學(xué)家們正在努力創(chuàng)造能夠復(fù)制生物體行為的人工細胞系統(tǒng)。慕尼黑技術(shù)大學(xué)的Friedrich Simmel周圍的研究人員也致力于這一目標。

微內(nèi)窺鏡與內(nèi)部溝通

正如研究人員報告的那樣，他們現(xiàn)在已經(jīng)能夠通過內(nèi)部溝通創(chuàng)建人工細胞群。它們由10到100微米的小型電池單元組成。這些是由一層脂肪 - 脂質(zhì)膜包圍的水滴。內(nèi)部是生化反應(yīng)溶液以及遺傳物質(zhì)。在某些條件下，可以在人造細胞中形成RNA或蛋白質(zhì)，因此具有基因表達的能力。

為了將微組織的細胞相互連接，研究人員將微小的蛋白質(zhì)通道結(jié)合到“syncells”的膜中，通過它們可以交換信號分子。研究人員已經(jīng)證明，這個概念實際上是通過實驗來實現(xiàn)的：它們能夠通過細胞結(jié)構(gòu)發(fā)送化學(xué)脈沖，從而傳播信息。這允許細胞在時間上和空間上彼此耦合。因此，該系統(tǒng)變得像天然組織一樣動態(tài)。

更接近自然的一步

正如研究人員報告的那樣，這些信號甚至可以用于刺激最初相同的關(guān)聯(lián)細胞以不同的方式發(fā)展。“我們的系統(tǒng)是邁向類似組織的合成生物材料的第一步，這些材料表現(xiàn)出復(fù)雜的時空行為，其中個體細胞可能與生物有機體相似或特征化，”西梅爾總結(jié)道。

但這種生物系統(tǒng)改造的目的是什么呢?

正如研究人員解釋的那樣，這些模型有助于理解如何產(chǎn)生更高的生命。因為更復(fù)雜的生物只有在細胞專門化時才有可能，并且可以在細胞之間分配工作?？茖W(xué)家強調(diào)，如何創(chuàng)建這個復(fù)雜的系統(tǒng)是基礎(chǔ)研究中最激動人心的問題之一。然而，根據(jù)它們，合成生物學(xué)結(jié)構(gòu)的適當(dāng)應(yīng)用也是可能的：研究人員說，人工細胞聚集體可以用作生產(chǎn)特定生物分子的小型工廠，展望未來。