卡罗莱纳实验室创造的人造细胞就像活生生的细胞一样

在一个 这项新研究发表在 《太阳城娱乐》杂志上卡罗莱纳研究员 罗·弗里曼 和她的同事们描述了他们如何操纵DNA和蛋白质——生命的基本组成部分——创造出外观和行为都像人体细胞的细胞. 这个成就, 这是这个领域的第一次, 对再生医学有什么影响, 给药系统, 诊断工具.

“有了这个太阳城娱乐, 我们可以想象工程织物或组织可以对环境的变化敏感，并以动态的方式行动,弗里曼说。, 北卡罗来纳大学艺术与科学学院应用物理科学系副教授.

细胞和组织是由蛋白质组成的，它们聚集在一起执行任务并形成结构. 蛋白质是形成细胞骨架所必需的. 没有它，细胞就无法运作. 细胞骨架使细胞在形状和对环境的反应上都具有灵活性.

不使用天然蛋白质， 弗里曼实验室制造细胞 具有功能的细胞骨架可以改变形状并对周围环境做出反应. 要做到这一点, 他们使用了一种新的可编程肽dna技术来指导肽, 蛋白质的组成部分, 并重新利用遗传物质共同形成细胞骨架.

“DNA通常不会出现在细胞骨架中，”弗里曼说. “我们重新编程了DNA序列，使其成为建筑材料, 将肽结合在一起. 一旦将这种程序化的材料放入水滴中，结构就成形了.”

以这种方式编程DNA的能力意味着科学家可以创造出具有特定功能的细胞，甚至可以微调细胞对外部压力的反应. 而活细胞比弗里曼实验室创造的合成细胞更复杂, 他们也更难以预测，更容易受到敌对环境的影响, 比如高温.

“即使在华氏122度的高温下，合成细胞也很稳定, 开启了在通常不适合人类生活的环境中制造具有非凡能力的细胞的可能性,弗里曼说。.

而不是创造经久耐用的材料, 弗里曼说，他们的材料是根据任务制作的——执行特定的功能，然后修改自己以服务于新的功能. 它们的应用可以通过添加不同的肽或DNA设计来定制，以编程织物或组织等材料中的细胞. 这些新材料可以与其他合成电池技术相结合, 所有这些都有可能给生物技术和医学等领域带来革命性的应用.

弗里曼说:“这项研究帮助我们理解了生命的起源。. “这种合成细胞技术不仅能让我们复制大自然的功能, 还能制造出超越生物学的材料.”