英國布里斯託大學研究人員在合成生物學方面邁出了重要的一步，他們設計了一個系統，該系統能執行活細胞的數個關鍵功能，包括產生能量和表達基因。研究成果近日發表在《自然》雜誌上。
在“生命”的前48小時內，研究人員人工構建的細胞甚至從球形轉變為更自然的變形蟲樣形狀，這表明原始細胞骨架細絲正在起作用。
科學家們以前專註於讓人造細胞執行單一功能，例如基因表達、酶催化或核酶活性。如果科學家破解了能更緊密模仿生命的人造細胞的秘密，那麼它可在從製造領域到醫學領域的所有方面創造豐富的可能性。
為了完成這項最新的自下而上的生物工程壯舉，研究人員使用了兩種細菌菌落——大腸桿菌和銅綠假單胞菌用作零件。將這兩種細菌與空的微滴混合在黏稠的液體中，一種被捕獲在液滴內，另一種被困在液滴表面。
研究人員通過將菌落浸泡在溶菌酶和蜜蜂素（一種來自蜜蜂毒液的多肽）中來打破細菌膜，細菌溢出其內容物，這些內容物被液滴捕獲以產生膜包被的原始細胞。
研究證明了這些細胞能夠進行複雜的處理，例如通過糖酵解產生能量儲存分子ATP，以及基因的轉錄和翻譯。
研究人員表示，這種活性物質組裝方法為自下而上的共生生物/合成細胞結構的構建提供了機會。例如，使用工程細菌有可能製造出複雜的模塊，以便在合成生物學的診斷和治療領域以及生物製造和生物技術中進行開發。
未來，這種合成細胞技術還可用於改善用於生物燃料和食品加工的乙醇生產。結合基於基礎生物學先進模型的知識，研究人員可混合和匹配一些結構，同時重新設計其他結構以構建全新的系統。人造細胞還可被編程為像紫色細菌一樣進行光合作用，或者像減少硫酸鹽的細菌一樣從化學物質中產生能量。