不用蛋白“机器”，人工细胞也能实现不对称分裂在生命世界里，细胞并不总是“一分为二、两个一样”

Fri, 15 May 2026 23:30:17 GMT

不用蛋白“机器”，人工细胞也能实现不对称分裂

在生命世界里，细胞并不总是“一分为二、两个一样”。干细胞、早期胚胎常通过不对称分裂，一次分裂就产生命运不同的子细胞。这种“一个变两个，而且两个不一样”的能力，被认为是生命复杂性的关键一步。可在人工细胞研究中，科学家长期只能实现对称分裂：要么平分、要么整体崩解，始终缺少天然细胞内部那种复杂的结构边界。人工细胞究竟能不能在没有蛋白质分裂装置的情况下，复现这种关键行为？

最新发表在《Nature》的一项研究给出了肯定答案。研究人员构建了一种由脂质和核苷酸组成的多层液晶液滴人工细胞，其内部天然存在层状有序结构与微小拓扑缺陷。当向体系中加入碱性磷酸酶、或镁、钙等多价金属离子时，原本稳定的液滴会经历一种完全不同于以往的分裂方式：在液滴表面先形成一个微米级小凹陷，随后这个“小窝”沿着内部潜在的核—壳结构边界周向扩展；当张角增大到一定程度后，内核被整体“挤出”，外层则自动闭合，最终生成一个液滴和一个多层囊泡两种形态迥异的子代。研究显示，这种“剥离式”不对称分裂并不依赖蛋白质机器，而源于局部、瞬态的化学不均匀性所建立的界面能梯度。更重要的是，研究团队还观察到，预先封装的功能性酶分子在分裂后可被分配到不同子代中，并保持活性。

这项工作的重要意义在于，它首次证明：复杂的类生命行为，并不一定需要复杂的生物分子装置。在高度简化的化学体系中，仅凭结构有序性与局部物理化学扰动，就能实现不对称分裂与初步的功能分化。当然，这并不意味着我们已经“造出了生命”。这种人工细胞仍然缺乏遗传、代谢与多代增殖能力，结论也主要基于特定结构体系。但它为理解生命起源阶段原始细胞如何获得分化潜能，提供了一个可实验、可操控的模型，也为未来合成生命和生物制造研究打开了新的思路。

生命的复杂性，有时源于一次并不对称的“裂开”🧫

📖 Nature
🗓2026-05-13

#人工细胞 #不对称分裂 #生命起源 #合成生命

Via：提前退休卡皮🐟

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起死回生？——无选择标记全基因组移植复活死亡微生物生命的边界在哪里？这个问题曾是哲学命题，现在正在变成一个科学问题

Tue, 31 Mar 2026 04:14:18 GMT

起死回生？——无选择标记全基因组移植复活死亡微生物

生命的边界在哪里？这个问题曾是哲学命题，现在正在变成一个科学问题。我们通常认为死亡是不可逆的——细胞死了就是死了。但如果"硬件"还在，只是"系统崩了"，能不能装一个新的操作系统重新开机？

这项来自 J. Craig Venter 团队（人类基因组计划和首个合成细胞的背后团队）的 biorxiv 预印本给出了肯定答案。研究者用丝裂霉素 C 化学交联的方式彻底杀死山羊支原体（M. capricolum）细胞，再向这些"死壳"中移植合成的蕈状支原体（M. mycoides）全基因组，死细胞竟然复活——并以新供体基因组的身份开始生长。这是首个由非生命部件构建的活体合成细菌细胞。更关键的技术突破在于：此前全基因组移植（WGT）一直依赖抗生素抗性标记来筛选成功的移植体，受体基因组无法完全灭活导致大量假阳性。新方法通过彻底杀死受体细胞解决了这一根本障碍——不装新基因组就不会活，假阳性从源头消除。

这一突破将 WGT 的应用范围从特定亲缘细菌大幅拓展，为向更多元细菌物种移植合成或工程化基因组铺平了道路。潜在应用包括：快速改造工业微生物底盘、构建最小基因组合成细胞、甚至未来的细胞工厂设计。当然，预印本尚未经过同行评审，且目前仅在亲缘关系较近的支原体间验证，跨物种移植能否普适仍需观察。

此事在生化危机中亦有记载🤪

📖 bioRxiv
🗓 2026-03-13（预印本）

#合成生物学 #基因组移植 #合成细胞 #生命科学

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不用蛋白“机器”，人工细胞也能实现不对称分裂在生命世界里，细胞并不总是“一分为二、两个一样”

起死回生？——无选择标记全基因组移植复活死亡微生物生命的边界在哪里？这个问题曾是哲学命题，现在正在变成一个科学问题