在生物和非生物的联系中，如何提高组织复杂性高、功能多样化的人工细胞自下而上的自发构建仍然是一个问题。 为了应对这一挑战，由布里斯托大学领导的科学家们创造了 合成细胞，被称为原始细胞，使用充满活细菌的粘性微液滴作为微观建筑工地。
为了构建这些模拟现实生活功能的先进合成细胞，科学家们利用了细菌的潜力。 他们将空液滴暴露在两种细菌中：一种细菌自发地被捕获在液滴中，而另一种则被困在液滴表面。
然后他们摧毁了这两种细菌。 它会释放残留在液滴内部或表面的细胞成分，从而产生含有数千个生物分子、部件和机械的膜包被的细菌原细胞。
原始细胞可以产生的事实 RNA 和蛋白质通过体外基因表达和通过糖酵解的富含能量的分子（ATP）表明遗传的细菌成分持续存在于合成细胞中。
为了测试这种技术的能力，科学家们使用了一系列化学步骤在结构和形态上重塑了细菌原细胞。 液滴的内部充满了类似细胞骨架的蛋白质丝网络和膜结合的水泡。 释放的细菌 的DNA 被压缩成一个类似原子核的单一结构。
接下来，科学家将活细菌植入原始细胞中，以产生可自我维持的 ATP 生产，并为糖酵解、基因表达和细胞骨架组装提供长期能量。 奇怪的是，由于局部细菌的生长和新陈代谢，原生生物结构形成了类似于变形虫的外观，从而形成了具有综合逼真特征的细胞仿生系统。
通讯作者斯蒂芬·曼教授说： “在合成细胞中实现高度的组织和功能复杂性是困难的，尤其是在接近平衡的条件下。 希望我们目前的细菌生成方法将有助于增加当前原始细胞模型的复杂性，促进无数生物成分的整合，并促进充满活力的细胞模拟系统的开发。”
第一作者，布里斯托大学副研究员Can Xu博士， 添加: “我们的活体材料组装方法为自下而上构建共生活体/合成细胞结构提供了机会。 例如，使用工程细菌，应该可以制造复杂的模块，用于合成生物学、生物制造和一般生物技术的诊断和治疗领域的开发。”
杂志参考：
- Xu, C., Martin, N., Li, M. 等。 细菌原细胞的活体材料组装。 自然 （2022）。 DOI： 10.1038 / s41586-022-05223-w
