科学家创造了可以改变医学的半活“半机械人”细胞

通过复杂的化学过程，科学家们已经能够在实验室中开发出多功能的合成“半机械人”细胞。它们具有活细胞的许多特征，但缺乏分裂和生长的能力。

非复制部分很重要。为了使人造细胞有用，需要仔细控制它们，如果它们以与实际细胞相同的方式繁殖，这就不会那么容易发生。

这项新开发背后的研究人员认为，这些半机械人可以有各种各样的应用，从改善癌症等疾病的治疗到通过有针对性的化学过程清理污染。

“半机械人细胞是可编程的，不会分裂，保留基本的细胞活动，并获得非天然能力，”加州大学戴维斯分校的生物医学工程师Cheemeng Tan说。

细胞工程目前基于两种关键方法：对现有细胞进行基因改造，赋予它们新的功能（更灵活，但也能够繁殖）和从头开始构建合成细胞（不能复制但生物学功能有限）。

这些半机械人细胞是一种新的第三种策略的结果。研究人员以细菌细胞为基础，从人造聚合物中添加了元素。一旦进入细胞，聚合物就会暴露在紫外线下，通过交联将其构建成水凝胶基质，模仿天然的细胞外基质。

虽然能够维持其大部分正常的生物功能，但这些半机械人细胞被证明对高pH值和抗生素暴露等压力源具有更强的抵抗力，这些压力源会杀死正常细胞。就像真正的半机械人一样，它们很强悍。

“半机械人细胞保留了基本功能，包括细胞代谢、运动、蛋白质合成以及与遗传回路的相容性，”研究人员在他们发表的论文中写道。

对组织样本的实验室测试表明，新开发的细胞能够侵入癌细胞，这凸显了这些改良的生物构件在健康治疗中的潜力——它们有朝一日可用于将药物输送到身体的特定部位。

这还有很长的路要走，尽管这些早期结果很有希望。研究人员表示，他们现在想尝试使用不同的材料来制造这些细胞，并研究如何使用它们。

目前还不清楚究竟是什么阻止了细胞的复制，这需要确定。作者认为水凝胶基质可以通过抑制细胞生长或DNA复制，或两者兼而有之来阻止细胞分裂。

这里展示的自然和人工的融合在某种程度上采用了两者的最佳元素，开辟了新的可能性——正如研究人员所说，这是一种“准生命”或“几乎生命”的状态。

“我们对应用半机械细胞的生物伦理学感兴趣，因为它们是细胞衍生的生物材料，既不是细胞也不是材料，”Tan说。