研究人员正在通过将化学物质与非生命的生物部件（如 DNA 和核糖体）相结合来构建“合成细胞”。最近，一个实验室创造出了能够自行进食、生长和分裂的合成细胞，命名为 SpudCells。虽然这些细胞尚不被认为是完全“活的”，但它们是一个重要的概念验证，证明了未来创造出完全由实验室制造的生命是可能的。最终目标是利用这些可编程的细胞来生产我们需要的药物、材料和燃料，为依赖石化产品的现状提供一种更具可持续性的替代方案。
一个重要的概念验证
明尼苏达大学的 Kate Adamala 教授和她的实验室取得了重大突破。他们制造出了一种能够根据自身指令完成生命关键功能的合成细胞。
- 进食：像细菌一样，当遇到大的可食用物质时，它们会将其吸收。
- 生长：细胞内部的蛋白质会引导其生长。
- 分裂：细胞的基因组指导蛋白质的生成，当膜上有足够多的蛋白质时，细胞就会开始分裂。
我住在中西部，我们这里有很多草原草。为什么我不能把那些草发酵成一个塑料玩具呢？这完全有可能。原子都在那里。我们只是……没有一个愿意并且能够做到这一点的生物体。
合成细胞最终可能成为那个生物体。与以往需要外部干预才能生长的合成细胞不同，SpudCells 的行为源于其内部指令，这标志着一个重要的里程碑。
它们是“活的”吗？
尽管 SpudCells 能够执行通常被认为是生命独有的功能，但 Adamala 教授认为它们还不是活的。
- 不够强大：它们对环境要求极为苛刻，只有在绝对完美的条件下才能运作。如果条件稍有偏差，它们就会停止活动。
- 依赖性强：它们需要被喂食几乎所有必需的构件，而真正的生命需要自己想办法生存。
关于“生命”本身，目前并没有一个完美的科学定义。例如，NASA 将生命定义为“一个能够进行达尔文式进化的自我复制化学系统”。但这个定义存在问题，因为它会把人类排除在外，因为人类需要伴侣才能繁殖。这说明了定义生命的困难和复杂性。
正如美国最高法院法官波特·斯图尔特所说：“我看到它时，我就会知道它是什么。”
为什么叫 SpudCells？
这个名字的灵感来源于 Sputnik（斯普特尼克），第一颗人造卫星。
Sputnik 本身是一颗功能非常有限的卫星，但它的意义在于开启了太空时代。它向世界证明了摆脱地球引力是可能的，从而激励人们探索更远的地方，比如月球。
这正是 SpudCell 的作用。它本身不是一个很好的生物体，但它有望向人们展示，你可以将化学物质组合成能够生长、分裂和经历选择的东西。
SpudCells 被视为一个概念验证，它展示了构建可编程生物系统的可能性，从而开启了一个新的生物学时代。
与自然细胞的差异
SpudCells 在执行生命功能时，其方式与自然细胞既有相似之处，也有显著不同。
- 进食过程相似：它们吸收食物的方式类似于细菌的吞噬作用，就像两个肥皂泡融合成一个。
- 分裂过程不同：SpudCells 的分裂是由其基因编码驱动的。基因组指导蛋白质的合成，当细胞膜上积累了足够多的蛋白质时，细胞便开始分裂。这个过程与自然细胞的分裂机制非常不同。
对于 Adamala 教授来说，制造合成细胞的原因在于自然细胞过于复杂且难以控制。她认为，与其试图完全理解一个复杂的活细胞，不如自己动手构建一个。SpudCells 的成功是一个巨大的里程碑，因为它证明了这条道路是可行的。