美國明尼蘇達大學的科學家團隊宣布，他們成功合成出一種能夠進食、生長、繁殖並競爭食物的簡單人造細胞，在創造人造生命的道路上邁出重要一步。這種被命名為「馬鈴薯細胞」（SpudCell）的創造物，雖未被定義為完全「活著」，但已具備生命的多數特徵。
- 主導研究：由明尼蘇達大學合成生物學家凱特·阿達馬拉（Kate Adamala）領導。
- 命名由來：因其外觀類似馬鈴薯而得名「馬鈴薯細胞」（SpudCell）。
- 生命特徵：能夠進食、生長、分裂繁殖，甚至在實驗中展現出初步的進化與競爭能力。
- 當前限制：無法自行製造核糖體，需從外部補充，因此只能存活約五至十代。
- 未來發展：已成立非營利組織Biotic，計劃投入數億美元，集結數百名科學家共同推進研究。
自下而上構建生命
長期以來，科學家試圖透過「自上而下」（精簡現有微生物基因）或「自下而上」（從無生命分子組合）的方式創造生命。阿達馬拉博士的團隊採用後者，將數十種成分，包括約一百種蛋白質、從病毒與大腸桿菌借來的36個基因，以及其他關鍵分子混合成「湯」。
研究團隊將這些成分與膜的構建塊混合，使其自發組裝成包裹著「湯」的氣泡。這些氣泡中的許多成功啟動了類似真實細胞的化學反應。團隊最初在細胞分裂的挑戰上遇到困難，但最終並未模仿自然細胞的複雜機制，而是創造了一種更簡單的系統：透過讓細胞表面的蛋白質積聚產生壓力，使膜向內彎曲，最終分裂成兩個。
具備初步進化能力
這些人造細胞不僅能透過表面的通道吸取小分子「食物」，還能與裝滿蛋白質的微小氣泡融合，以獲取養分並生長。僅需數小時，它們便能長大到足以分裂。更令人矚目的是，馬鈴薯細胞展現了初步的進化能力。
在一次實驗中，研究人員將原始細胞與一種經過突變、能更緊密結合食物的細胞以50-50的比例混合。經過五代的食物競爭，突變體的數量最終超越了原始細胞，證明它們在生存競爭中更具優勢。未參與該研究的密蘇里大學計算生物學家羅斯安娜·齊亞（Roseanna Zia）稱此為「震撼性的成就」。
未來潛力與倫理考量
儘管馬鈴薯細胞目前存在無法自行製造核糖體的重大缺陷，導致其生命週期有限，但其潛力巨大。未來，經過改造的合成細胞或可用於製造新型藥物、從大氣中吸收二氧化碳，甚至生產火箭燃料等天然細胞無法製造的物質。
為推動研究並應對潛在的倫理問題，阿達馬拉博士與史丹福大學合成生物學家德魯·恩迪（Drew Endy）共同創立了非營利組織Biotic。他們選擇將研究開源，希望建立一個合作社群，共同制定規範，防止技術被不當使用。恩迪博士將馬鈴薯細胞比作萊特兄弟的首架飛機，雖然簡陋，卻標誌著一個全新時代的開始。
來源：紐約時報
封面來源：Adobe Stock