借助细菌组装人工细胞，合成生物学又一新突破！

合成生物学（synthetic biology）在本世纪初开始兴起，揉合生物科技、材料科学、生物物理学、基因编辑和电子电机工程等不同领域的技术，改造天然生物系统或创造全新的生物构造或元件，其应用横跨制药工业、疫苗生产、生物制剂、基改作物和再生能源等多个范畴。

根据一项由英国布里斯托大学（University of Bristol）团队发表、日前于知名科学期刊《自然》（Nature）中刊登的研究，科学家开发出一种活体材料组装技术，建构能够模拟真实细胞功能的合成细胞（又名原始细胞，protocell），标志着合成生物学的发展又跨出了一大步。

当代生技产业的创新制造力：合成生物学（基因线上国际版）

藉细菌之力组装原始细胞

研究团队由布里斯托大学化学系教授 Stephen Mann 率领，研究人员首先将大肠杆菌和绿脓杆菌（Pseudomonas aeruginosa，PAO1）分别捕获至特制的凝聚物微滴（coacervate microdroplets）的内部和表面，然后利用这些使用载满活体细菌的微液滴作为组装合成细胞的工具。制成的原始细胞具备细胞膜、数以千计的生物分子及多种分子机器（biological machines），结构和形态都具有高度复杂性。研究人员发现，这些借助细菌而组合成的原始细胞能够通过糖解作用（glycolysis）产生富含能量的分子（ATP），并通过体外基因表达合成 RNA 和蛋白质。也就是说细菌成分被带到原始细胞中，并能保持其生物活性。

研究团队及后透过改造这些源自细菌的原始细胞的结构和形态，以及将活体细菌植入其中，发现原始细胞能够模拟多种真实细胞的特性，包括形成类似细胞骨架的蛋白丝网络、膜结合液泡（membrane-bounded water vacuoles）以及类似细胞核的 DNA-组蛋白凝聚物（DNA–histone condensate）。此外原生细胞亦能通过植入的活大肠杆菌中产生的 ATP 来提供能量，产生出一个外部形态类似变形虫，具备综合生命特性的细胞仿生系统。

人工合成细胞极具研究潜力

身兼论文通讯作者的 Stephen Mann 教授指出，产生具有高度组织性和复杂功能的合成细胞难度极高，他希望团队新开发的细菌学组装方法可以达成这个目标，使仿生细胞系统的发展得以实现。

论文的第一作者、布里斯托大学化学系研究员 Can Xu 博士表示，透过这种活体材料组装方法，未来或有机会自下而上地建立由活体细胞和合成细胞组成的共生构造（symbiotic living / synthetic cell constructs）。此外，合成细胞在合成生物学在诊断和治疗方面的应用、生物制造及生物科技等领域也极具发展潜力。

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