发表在《自然化学》杂志上的一项研究揭示了使用合成材料合成人造细胞的显着飞跃,这是由Andrea Belluati博士,Nico Bruns教授(均为达姆施塔德工业大学)和s
图恩Jimaja博士(弗里堡大学)领导的国际团队实现的。
这些细胞通过一种称为生物催化聚合诱导自组装(bioPISA)的过程制造出来,代表了合成生物学领域的重大进步。
人造细胞是模仿活细胞特性的微观结构。它们是增强化学反应和分子系统工程的重要微反应器,是合成生物学途径的宿主,是研究生命起源的重要工具。
该团队开发了一种酶合成聚合物微胶囊,并用它们来封装细菌细胞的可溶性内容物(即细胞质),从而创造出能够在其内部产生一系列蛋白质的人造细胞,包括荧光蛋白、结构蛋白肌动蛋白(用于制造细胞骨架样结构)和酶碱性磷酸酶(用于模仿人类骨骼中的生物矿化过程)。
蛋白质的表达不仅模仿了活细胞的基本特性之一,而且还展示了这些人造细胞在各种应用中的潜力,从药物输送到组织工程。
Belluati说:“我们的研究填补了合成生物学的一个关键空白,将合成材料与酶促过程结合起来,创造出复杂的人造细胞,就像真正的细胞一样。”“这为创造细胞模拟物开辟了新的视野,这些细胞模拟物不仅在结构上与生物细胞相似,而且在功能上也具有竞争力。”
布伦斯补充说:“酶自由基聚合是制造这些人造细胞的关键。酶合成聚合物,聚合过程中自组装成纳米和微尺寸的聚合物胶囊。这是一种非常简单而有效的制备人工细胞的方法。在未来的工作中,我们的目标是利用人造细胞中表达的蛋白质来催化进一步的聚合,从而模仿自然细胞的生长和复制。”