科学家制造出了能进行光合作用并合成蛋白质的人造细胞

在实验室环境下构建人造细胞的技术又提高了一大截，科学家们开发出能够产生化学能并合成自身结构的细胞。

这使得人造细胞更接近真实的生物细胞——能以自然的方式构建和组织自身的细胞模块。

这种技术不仅能帮助我们更好地理解细胞的各项功能，还将对许多其他研究领域产生重要影响——如生产人造器官和人造身体组织。

日本东京工业大学的首席研究员Yutetsu Kuruma说：“我长久以来一直期望能制造出活的人造细胞，尤为关注细胞膜的生成。在这项工作中，人造细胞被包裹在脂质膜里，小膜结构被封装在内层。这样，我们就完成了细胞形成细胞膜过程中最重要的步骤。”

脂质膜含有从活细胞中纯化的蛋白质ATP合成酶和细菌视紫红质。它们经过精心设计被组合在一起，使细胞在光照条件下可以在内部产生能量势差，然后利用能量落差来构建更多的分子和蛋白质。

在实验过程中，光合作用如科学家们所希望的那样发生。人工细胞通过DNA制造出的信使RNA(mRNA)，然后利用mRNA制造蛋白质。

关键之处在于，细胞自身产生能量并进行自身合成的能力，以后可能会由人工细胞产生新的人工细胞，就像生物细胞的复制分裂一样。

虽然这项研究还无法复制细胞中的全部蛋白质，但研究人员认为随着技术再次升级，早晚能够实现这一目标。

在对原始细胞的研究中，人造细胞技术也很重要。原始细胞被认为出现在现代细胞之前。这些原始细胞如何产生能量来供应自身的新陈代谢？新型的人造细胞或许可以告诉我们答案。

如果这项研究显示，两种膜蛋白能够产生足够的能量来驱动基因表达，那么原始细胞就可以借助太阳光进化成我们所知的现代细胞。

随着研究继续，我们可能能够重现并有机会近距离观察早期地球上细胞进化的临界点。此外，不管是从药物输送还是超智能传感器的开发，都将受益于人造细胞的技术。

“我们的人工光合细胞系统为构建能量自足的人工细胞铺平了道路。”研究人员写道。

该研究发表在Nature Communications上。