美国研究人员首次通过操纵脱氧核糖核酸(DNA)和蛋白质,制造出外观和行为与人体细胞相似的细胞。这项由美国北卡罗来纳大学教堂山分校研究团完成的突破性研究,发表于《自然·化学》期刊。
研究人员设计使用了一种新的可编程肽-DNA 技术,引导蛋白质的组成成分肽合成具有功能性细胞骨架的细胞,它们可以改变形状并对周围环境作出反应。
研究团领导人、分校物理科学系副教授弗里曼博士表示,这项成就开创了合成生物学的新篇章,为科学家们提供了全新的研究方向和应用可能性。
细胞和组织由蛋白质组成,这些蛋白质相互结合以执行任务和形成结构。细胞骨架是由蛋白质所组成的细胞支撑结构,对于细胞的形状、运动和功能至关重要。没有细胞骨架,细胞就无法正常运作。
据弗里曼博士介绍,DNA 通常不会出现在细胞骨架中,研究人员通过对 DNA 序列重新编程,使其成为一种将肽结合在一起的架构材料。能以这种方式对 DNA 编程,意味着可以制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。
相比之下,虽然人体活细胞更复杂,但也难以预测且更容易受环境影响。此外,这种合成细胞即使在 50 摄氏度的温度下也能保持稳定。
研究人员介绍,这种合成细胞材料是为执行特定功能而设计的,可根据不同的应用场景,通过添加不同的肽或 DNA 设计来定制。这些新材料可以与其他合成细胞技术相结合,应用于生物技术和医学等领域。
资料来源:综合报道;图片来源:美国北卡罗来纳大学官网