科学家开发人造细胞样结构 可模仿活细胞的基本功能

生物细胞最基本的功能是以葡萄糖等分子的形式从周围环境中收集能量，并利用这些能量将氨基酸等分子泵入和泵出，以维持自身，生长和繁殖。

在这项新研究中，研究人员试图模仿主动运输功能，而不试图重现细胞使用的复杂机制。活细胞有错综复杂的膜，有蛋白质通道和由线粒体和三磷酸腺苷（ATP）驱动的“泵送”机制，使细胞能够通过膜将选定的分子泵入和泵出，即使这意味着与离子浓度差异导致的渗透压相对抗。

该团队选择用聚合物制造出红细胞大小的气泡，并刺穿它们让颗粒通过，模仿细胞的蛋白质通道。模仿细胞的通道内没有线粒体，而是有一丁点光激活的催化剂。将光照在催化剂上，启动一个化学反应，像泵一样将材料拉过通道，而关闭光则将材料困在里面并逆转反应，按要求将材料排出。更简单地说，这种机制让细胞模拟摄取、储存、处理和排出物质，就像一个活细胞。

据该团队称，这种可以大量制造的细胞模拟物有可能被用来通过摄取微小的污染物和大肠杆菌等细菌来净化水。此外，有可能给细胞装上药物，然后根据指令释放药物。下一步将是模仿其他功能，并找到人造细胞相互“交流”的方法。

该研究已发表在《自然》杂志上。