拥有DNA的人造细胞支架合成

拥有DNA的人造细胞支架合成

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科学网

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https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/4/521584.shtm

合成细胞支架的构建过程。图片来源：北卡罗来纳大学教堂山分校

在一项最新研究中，美国北卡罗来纳大学教堂山分校科学家通过操纵生命的重要组成部分DNA和蛋白质，在创造出类似人体细胞的人造细胞技术上实现了突破。这一成果对再生医学、药物输送和诊断工具等领域具有重要意义。相关论文发表于23日的《自然·化学》杂志。

研究人员表示，利用这项成果还可能研制出对环境变化做出动态反应的织物或组织。

细胞和组织的主要成分是蛋白质，这些蛋白质聚集在一起执行各种功能，构建生物结构。蛋白质对形成细胞支架不可或缺。没有细胞支架，细胞的结构和功能可能受到影响。

新研究在不使用天然蛋白质的情况下，借助新的可编程肽—DNA技术，指导蛋白质的构建块肽和遗传物质共同形成细胞支架。这些细胞支架可改变形状并对周围环境作出反应。

研究人员解释说，DNA通常不会出现在细胞支架内，他们对DNA序列进行了重新编程，使其成为一种建筑材料，将肽结合在一起，形成细胞支架。以这种方式对DNA进行编程意味着科学家可创造具有特定功能的新细胞，甚至可以微调细胞对外部压力的反应。虽然活细胞比合成细胞更复杂，但它们也更容易受到恶劣环境（如高温）的影响。而合成细胞即使在50℃下也很稳定，这为在通常不适合人类生活的环境中制造拥有非凡能力的细胞开辟了可能性。

研究团队认为，这项研究有助于人们理解生命。合成细胞技术不仅让科学家能够“复制”大自然的功能，还可制造出超越生物学的新材料，有望给生物技术和医学等领域带来重大变革。