科学家们建造了一个合成细胞，结合了前所未有的更生动的特性——这是一个概念证明，证明在实验室中使非生命材料复生，或者说接近于此是可能的。引言生物学家首次将非生命成分逐个整合到细胞膜中，观察到这包分子开始表现出像生命一样的行为。实验室制造的合成细胞生长、复制其DNA并分裂，展示了细胞周期的基本功能。芝加哥大学生命起源研究者杰克·索斯塔克（Jack Szostak）说：“这是一个令人印象深刻的进步，我不知道还有哪个努力尝试将生物成分组合成人工细胞的工作能走得如此之远。”该细胞在任何定义下都不算活着。它无法在没有持续供给食物和核糖体（合成蛋白质所需的机械）的情况下生存。它没有防御机制或良好的废物排除系统。但这是迄今为止最强有力的证明，表明从非生命生成生命是可能的，这是合成生物学家们追求了数十年的目标。荷兰斯特拉廷赫化学研究所的系统化学家西布伦·奥托（Sijbren Otto）表示：“朝着将死去的成分制作成活物的圣杯迈出了重要的一步。虽然离完全实现仍不远，但确实在逐渐接近。”这些细胞是从零开始拼装的，所有分子部分都是在实验室中制造的，科学家们可以微调系统，随意更换组件。新研究的领导者，明尼苏达大学的合成生物学家凯特·亚当拉（Kate Adamala）表示：“我有一份蓝图，我有每个组件的完整化学成分列表。”拥有如此灵活性的合成细胞最终可能被引导创造新材料，如生物燃料和药物，并帮助研究人员研究疾病。合成生物学家凯特·亚当拉引导非生命生物分子在膜内聚集成一种有限的类似生命的作用，甚至生长并分裂成子细胞。它还可能为科学家提供一些最深层的存在主义问题的见解：维持生命所需的最低条件是什么？生命怎么可能起源？如果我们改变今天地球上组成生命的生物，会发生什么？或者，正如亚当拉所说的：“生物学还能做些什么？”构建生命大约在40亿年前，一堆非生命分子聚在一起形成了第一个原始细胞。它们进食、生长和分裂。随后，随着时间的推移，进化过程出现，使这些细胞能够改变和多样化，给一个贫瘠的世界装点上各种奇特的生命。一个纯化学的世界绽放成一个生物世界。科学家们在如何从非生命到生命，即自然发生（abiogenesis）转变这一过程中并没有达成一致，但一些科学家开始在实验室中尝试不同的方法。几十年来，研究人员对这一挑战采取了不同的方法。有些，例如位于J. Craig Venter研究所的合成生物学家约翰·格拉斯（John Glass），将细菌细胞剥离到最小的核心基因组，以揭示细胞生存的最低要求。其他人，例如奥托，试图用与地球生物学中发现的分子不同的分子构建细胞。亚当拉也从基础开始，但使用的是当今自然界中的生物分子。当她在2016年开始她的实验室时，她设想组装一个合成细胞，一个可以完成自我基因组细胞分裂完整周期的概念证明。她在所有已知细胞共同特征中找到了说明书：它们生长、复制DNA、分裂并进化。它们将DNA转录为RNA，然后制造蛋白质来执行这些任务以及其他任务，保持细胞运行，例如代谢分子以获取能量。所有这些都是在脂质膜内完成的，其中将所有必要材料集中在一起。亚当拉的团队需要构建合成细胞的基因组，并为其提供执行这些任务所需的所有材料。他们开发和优化不同的成分，大多数灵感来自其他实验室，然后将它们结合在一起，封装在脂质泡中——由简单脂质膜围成的空囊。这将作为细胞体。他们首先从细胞最基本的系统着手：复制DNA并将其传递给子细胞的机制。他们采用了一种由合成生物学家哈内斯·穆特施勒（Hannes Mutschler）和克里斯托夫·达内隆（Christophe Danelon）开创的DNA复制系统，并对其进行微调，以使其与其他系统（包括一套能让细胞读取DNA和制造蛋白质的36种酶的商业包）协同工作。亚当拉的团队对他们的细胞混合物进行了调整，不断更换基因，调整各种分子的浓度，以获得关键信息携带和蛋白质制造的遗传系统。