网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

它能自主分裂、增殖……这是人造生命吗?

0
分享至

设置星标★关注,从此你的世界多点科学~


正如各位所见,上图中有两颗一大一小的“水滴”,两颗需要双引号和超高分辨率图像来隆重强调的水滴。

这对水滴不仅隆重,而且异乎寻常,竟能自主分裂、增殖,犹如活细胞一般。

没错,图里的小水滴就是大水滴分裂出来的。有人用荧光显微镜记录了大水滴分裂出小水滴的过程,如下图所示。


显然,这不是一种均等二分的分裂

所以,这究竟是某种特异的水滴、液滴,还是具有生命的活细胞?

维特根斯坦说,一切哲学问题都是语言问题。若以哲学化的语言来描述上述水滴,那么,它好像是水滴,又好像不是水滴;或者,它可以是细胞,也不能算细胞;再者,水分占比动辄80%的生物细胞,算不算水滴?

若以科学报道的语言来介绍这对水滴/细胞,那么,它们就是迄今为止第一种完全由无生命物质作为原料构建而成的合成细胞。其外部被脂质膜包裹,水溶液内则悬浮着36个基因和RNA、蛋白质等大分子,也溶解了其他多种生命所需的小分子……且这种合成细胞能以相对原始的方式完成DNA复制与细胞分裂增殖。

它的创造者,合成生物学家凯特·阿达马拉(Kate Adamala)称之为“SpudCell”(中文译作“土豆细胞”),并表示“SpudCell是合成生物学的重大突破”“令人惊叹的科学成就”。

SpudCell无疑值得最高赞誉,不过目前学界的普遍共识是,它无比接近活细胞,展现了一些基本生命特征,但它仍未等同于真正的活细胞:SpudCell要维持生命活动,必须高度依赖外界供给,而且分裂约5次后便会丧失活性。


SpudCell细胞膜被染料染成红色后的样子

关于SpudCell的学术论文曾投递至《细胞》杂志却遭拒稿,后来在7月初发布于预印本平台。来自明尼苏达大学的阿达马拉团队现已将SpudCell项目开源,以便全球科学家进一步改造、优化,力求实现细胞的无限分裂。

近日,科普媒体《新科学家》(New Scientist)的记者撰写文章,以问与答的形式解读了这种合成细胞。

如何定义与理解SpudCell?

回顾过往,那些尝试合成细胞、构建生命的工作大多做减法,即针对现成的细菌细胞删除部分DNA,而细菌的基因组本就很小了。

举例来说,2016年,科学家将一种原本携带901个基因的细菌精简至只剩473个基因。本质上,这类减法式合成就是将一个现成生命改造为另一个生命。

阿达马拉团队则反其道而行,自下而上做加法,从无到有地创造“生命”。

他们以大肠杆菌(主要)和侵染细菌的噬菌体病毒(次要)作为DNA原料库,选出了共计36个基因,进而构建起合成细胞主体。值得一提的是,其中有一段取自水母的荧光蛋白基因,旨在方便研究者通过显微镜观测细胞。

当然,开发出SpudCell只是第一步,阿达马拉等人的终极目标是打造一套功能明确、机理透彻的最简人工生命体系。

SpudCell到底算不算活细胞?

严格来说,SpudCell并非活细胞。

它的确能像活细胞那样复制基因、分裂增殖,但整个过程十分勉强,且离不开外界的大量物质供给。

另外,研究人员虽观察到类似演化的现象,即人为引入有益突变后,携带突变的SpudCell获得更强的生存繁殖能力,但此类突变只可人为、定向地导入,而无法自然、随机地产生。

阿达马拉表示:“当它能够无限复制,并进行达尔文式自然演化时,我才会认可它为活细胞。”

SpudCell能否被定义为合成细胞?

这个问题的答案取决于我们如何定义“合成细胞”。

虽然构建SpudCell的原料都是无生命物质,但这些原料本身并非从零开始合成而来,尤其核心部分,也就是那36个基因,是从真正的生物体内取下来的!

你可以认为SpudCell是合成细胞,因为它在实验室里组装而成。你也可以认为SpudCell不算合成产物,而是一种“混入零星噬菌体和水母的极简版大肠杆菌”。

SpudCell是如何构建起来的?

研究人员将36个基因整合为7段环状DNA,接着大量扩增,投入溶液体系。

该溶液含有细胞必需的一切要素,包括DNA与蛋白质合成所用的原料、可自发形成类细胞囊泡的脂类分子等。部分脂类囊泡最终会包裹全部7段环状DNA。

有两个基因负责编码SpudCell的膜通道蛋白,膜通道蛋白在外部脂质膜上形成孔道,允许小分子进入;大分子原料则通过小型脂质囊泡与细胞融合的方式供给。SpudCell无法自主合成生命的基础原料,全靠外界供给。

SpudCell细胞分裂的原理是怎样的?

研究人员会向溶液添加大分子蛋白质,外来蛋白结合至SpudCell细胞膜外露的通道蛋白上。

两类蛋白彼此挤占空间,迫使细胞膜发生弯曲;最终,SpudCell的局部结构随之出芽脱落,形成独立囊泡,也就是子细胞。

这种分裂并非均等二分,子细胞往往只会随机获得部分环状DNA片段,因此大多不拥有完整基因组。

为什么不把所有基因都整合到同一段DNA上?

“将所有基因置于一个更大DNA片段上”的方式,理论上能保证子细胞继承全部基因,但超长DNA极难操作。

阿达马拉曾表示,等到优化出理想的基因组,他们一定会将全部基因整合至单个大段DNA上。

为什么细胞分裂大约5次后就会失去活性?

研究团队尚未得出明确结论,其主要推测是细胞无法自主合成核糖体(蛋白质生产工厂),必须依靠外部持续供给。

阿达马拉这样说道:“我们猜测,SpudCell分裂终止的根源在于核糖体损耗殆尽。只要实现核糖体的自主合成,或许细胞就能无限增殖。我觉得这项目标有望在短期内达成。”

此类合成细胞是否有安全风险?

完全没有风险。即便未来实现完整的生命活性,SpudCell也很难在实验室或工厂以外的环境存活,其潜在威胁甚至不如我们每天面对的细菌。

资料来源:


《世界科学》杂志版在售中 欢迎订阅

月刊定价

15元/期

全年订阅价

180元

点击左侧图片或以下方订阅方式选购

方式一:


扫描二维码,“杂志铺”(第三方平台)订阅有折扣~

方式二:

全国各地邮局订阅 邮发代号:4-263

方式三:

机构订阅,请拨打

021-53300839;

021-53300838

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
全身都被吃遍的它,为啥它的奶至今没人敢碰?

全身都被吃遍的它,为啥它的奶至今没人敢碰?

超级数学建模
2026-10-30 02:33:57
一部“暂行”了28年的条例突然转正,3000万人的“公益铁饭碗”要见底了?

一部“暂行”了28年的条例突然转正,3000万人的“公益铁饭碗”要见底了?

浯江孤舟
2026-11-01 15:55:13
苏州大学校花 河有鲸 被封车模界劳斯莱斯 颜值身材太懂江南韵味了

苏州大学校花 河有鲸 被封车模界劳斯莱斯 颜值身材太懂江南韵味了

糖逗在娱乐
2026-11-02 15:46:33
520万辆车消失,一年没了一个比亚迪!今年车市不正常

520万辆车消失,一年没了一个比亚迪!今年车市不正常

象视汽车
2026-11-01 07:00:13
武汉警方通报“网约车被狂欢人群围困4小时”:公安机关已对涉事周某某(男,29岁)予以治安处罚,对邹某某、张某某、樊某某等批评教育

武汉警方通报“网约车被狂欢人群围困4小时”:公安机关已对涉事周某某(男,29岁)予以治安处罚,对邹某某、张某某、樊某某等批评教育

大风新闻
2026-11-02 20:41:02
争黑球制胜,赵心童6-5淘汰英格兰选手,艰难晋级斯诺克国锦赛16强

争黑球制胜,赵心童6-5淘汰英格兰选手,艰难晋级斯诺克国锦赛16强

侧身凌空斩
2026-11-03 00:10:40
徽剑被绑架、殴打、遗弃荒山致死,结果凶手只被判死缓!为什么不算绑架罪和杀人罪?

徽剑被绑架、殴打、遗弃荒山致死,结果凶手只被判死缓!为什么不算绑架罪和杀人罪?

老郭在学习
2026-11-01 15:24:43
为什么电诈越打越猖狂、手段越来越狠?到底是谁在给他们开绿灯?

为什么电诈越打越猖狂、手段越来越狠?到底是谁在给他们开绿灯?

再战五百回合
2026-10-31 11:28:19
女神又为艺术献身,这部R级新片可以看了

女神又为艺术献身,这部R级新片可以看了

来看美剧
2026-11-02 23:29:49
大衣哥风波升级!警方现已介入,与于文华有私生子早已真相大白

大衣哥风波升级!警方现已介入,与于文华有私生子早已真相大白

观察鉴娱
2026-10-31 09:05:04
纳斯达克23小时交易制度实施在即:A股跨市场定价传导路径生变,私募布局跨境套利新策略

纳斯达克23小时交易制度实施在即:A股跨市场定价传导路径生变,私募布局跨境套利新策略

每日经济新闻
2026-11-02 16:45:12
姆巴佩被抵制后,网上却陆续出现了他公开的支持者,这该怎么办?

姆巴佩被抵制后,网上却陆续出现了他公开的支持者,这该怎么办?

李昕言温度空间
2026-10-29 20:34:22
iPhone 17 Pro Max,彻底崩了

iPhone 17 Pro Max,彻底崩了

搞机小帝
2026-10-31 21:46:01
上治颈椎,中治腰椎,下治膝盖!这个方法快失传,请收藏!

上治颈椎,中治腰椎,下治膝盖!这个方法快失传,请收藏!

书法小教程
2026-11-02 06:05:40
“假笑男孩”16岁生日,本人发文:中国的朋友们你们好吗;其中国事务负责人回应:账号佛系运营3年未更新,他期待再来中国

“假笑男孩”16岁生日,本人发文:中国的朋友们你们好吗;其中国事务负责人回应:账号佛系运营3年未更新,他期待再来中国

极目新闻
2026-11-01 22:44:42
男人一定要牢记这铁律:女性无论多大年龄,永远都有这三大共性

男人一定要牢记这铁律:女性无论多大年龄,永远都有这三大共性

风起见你
2026-11-03 00:40:29
杜润旺:从来没有想过离开广东队 很怀念杜导 他是宏远的队魂

杜润旺:从来没有想过离开广东队 很怀念杜导 他是宏远的队魂

狼叔评论
2026-11-02 15:12:01
G20德国外长带头拒绝与俄罗斯外长合影,拉夫罗夫无情打脸:上个月他还约我私聊,这就是所谓的“全家福外交”,就这点格局

G20德国外长带头拒绝与俄罗斯外长合影,拉夫罗夫无情打脸:上个月他还约我私聊,这就是所谓的“全家福外交”,就这点格局

极目新闻
2026-11-02 14:59:15
大熊猫“花花”出现口吐白沫等刻板行为,成都熊猫基地工作人员:密切关注花花的行为表现,并积极进行干预

大熊猫“花花”出现口吐白沫等刻板行为,成都熊猫基地工作人员:密切关注花花的行为表现,并积极进行干预

都市快报橙柿互动
2026-11-02 16:41:37
理想高管辟谣常州停车场有上万台0公里二手车:实为撤展车、试驾车,仓库总规模仅3900个车位

理想高管辟谣常州停车场有上万台0公里二手车:实为撤展车、试驾车,仓库总规模仅3900个车位

金融界
2026-11-02 17:06:00
2026-11-03 02:40:49
世界科学 incentive-icons
世界科学
《世界科学》编辑部运营账号
1982文章数 26971关注度
往期回顾 全部

科技要闻

连AI都有领导了!DeepSeek让它们自己抢活干

头条要闻

外籍男子凌晨突然被中国警察叫醒 原因引起关注

头条要闻

外籍男子凌晨突然被中国警察叫醒 原因引起关注

体育要闻

24岁老秀:说最狂的话,打最勇的球

娱乐要闻

宋慧乔首次公开离婚真相,原因心酸

财经要闻

央行:股票回购增持再贷款利率降至1%

汽车要闻

百万超跑同款悬架? 第二代海豹07野心不小

态度原创

房产
亲子
时尚
手机
家居

房产要闻

新一轮来了!海口官方,下场收房!

亲子要闻

弟弟吃饱了饭现在有的是力气和手段

帽子,撑起秋冬穿搭的风格与气韵

手机要闻

iPhone Duo开售一周黄牛亏懵了 商户:黄牛做折叠屏全部都亏

家居要闻

2026建博会(广州) 公装联探展交流活动

无障碍浏览 进入关怀版