研究人员声称，他们距离从头创造生命更近了一步，构建了微小的、颤动的球体，这些球体使用实验室制造的DNA在培养皿中获取养分、成长和繁殖。这些合成细胞由化学化合物制成，被认为是首次展示完整细胞周期，包括生长、基因复制、分裂以产生下一代。这项工作引发了设计和构建人工生物的可能性，以生产药物、食物、燃料和其他材料。但这也可能揭示一个深刻的问题，即无生命物质的特定组合如何越过一个门槛，成为生命。领导这项研究的明尼苏达大学的凯特·阿达玛拉博士表示：“它在鲁棒性、速度或许多功能方面都不如自然细胞，但它证明分子可以重现迄今为止仅与自然活细胞相关联的行为的原则。如果我们想要能够工程生物学，我们真的必须确切理解蓝图的每一个组成部分，以便知道我们正在改变什么。” 科学家们已经尝试制造合成生命几十年了。在2010年，已故的遗传学先驱克雷格·文特尔基于一种导致山羊乳腺炎的细菌构建了一种生物体。其他人也取得了类似的成就。阿达玛拉的团队没有修改自然细胞，而是自底向上构建了“土豆细胞”，以确保每个组件都是已知和理解的。他们从几千分之一毫米宽的充满水的小球体——脂质体开始，添加少量合成DNA以提供基本功能。阿达玛拉称它们为“土豆细胞”，以唤起斯普特尼克号及太空时代的曙光，但这并不是唯一的原因。“我来自波兰，”她说。“我大部分是由土豆组成的。” 土豆细胞由非生物化学成分组装而成，并进行分裂。照片：凯特·阿达玛拉 / 阿达玛拉实验室土豆细胞只在充满ATP等重要化学物质的液体中工作，ATP是活细胞从营养物质中制造的主要能量载体。为了成长，土豆细胞在液体中与微小的“供给”脂质体融合。这些脂质体包含土豆细胞制造蛋白质所需的分子、酶和微观结构如核糖体。土豆细胞的基因组携带其他指令，以复制其基因组和分裂。为了模仿强者生存的进化概念，研究人员展示了具有遗传增长优势的土豆细胞如何在人群中扩散，超越原始的土豆细胞。伦敦帝国学院的汤姆·埃利斯教授表示，这项工作可能是该领域“近期最大的突破”。埃利斯表示：“制造合成细胞帮助我们理解生命的确切最低要求，以及生命可能如何从化学中出现。” “这也很有用，因为它提供了一个完全理解的系统，用于测试生物电路和细胞生命的计算机模型。”阿达玛拉说，观察土豆细胞的分裂是一个令人震惊的体验。“它们是我见过的最美丽的图像之一，但显然我有偏见。对大多数人来说，在显微镜下看，它看起来并不太美...它只是一个球。”土豆细胞并不活，但可以成为构建生命的底盘，她补充道。根据阿达玛拉的说法，这项工作证明了合成细胞可以像活细胞一样表现。但它们远没有生物细胞那么强大。土豆细胞完全依赖于它们所浸泡的液体中的物质和成分。它们不能构建自己的蛋白质制造机器，控制其新陈代谢或清除废物。而且，当它们分裂时，往往会传递错误量的DNA。它们在几代之后会失效。阿达玛拉和其他人正在启动一个名为“生物学”的机构，以汇聚全球专业知识，将土豆细胞发展得更为出色。根据联合创始人、斯坦福大学的生物工程师德鲁·恩迪教授的说法，目标是构建“一个由基因和生物化学组成的生命操作系统。”这项研究已以预印本形式发布，尚未经过同行评审，以便其他实验室能够迅速审查这项工作。埃克塞特大学生命科学研究中心的创始人、哲学家约翰·杜普雷教授对这种合成细胞的意义表示质疑，认为它们在制作药物、食物、燃料和材料方面是否比改造的细菌细胞更有效。他补充道，它们可能对生命的研究帮助不大。“这或许为那些认为生命中除了化学物质之外还有某种非物质体的存在，提供了一个引人信服的论据。但几乎没有科学家现在相信这一点。”他说。“我认为缺失的，是生命的关系方面，这已经在日益清晰的认识中变得明朗，即生命几乎普遍是共生的。