来自中国上海交通大学、英国布里斯托大学和法国国家科学研究中心的研究人员正利用细菌的潜力，推动用于生物医疗的新型合成细胞的开发。这项研究在构建名为原细胞（protocell）的合成细胞方面取得了重要进展，能够更精准地模拟活细胞的复杂组成、结构及功能。相关研究成果已在《Nature》期刊上发表，论文标题为“Living material assembly of bacteriogenic protocells”。

该研究基于单一凝聚体微滴，通过空间可控的组装和原位裂解细菌菌落，实现了一个以原核细胞为灵感的真核细胞仿生系统。这在人工细胞研究领域内标志着重大的突破。然而，要在原细胞中建立真实的功能，仍然是自下而上的合成生物学、生物工程及生命起源研究等多个领域面临的全球性挑战。

此前的尝试通过微胶囊建立原细胞模型均未成功，科学家们因此转向细菌，上述研究展示了一种用充满活细菌的粘性微液滴作为微型建筑场地，以构建高度复杂的原细胞的方法。在这一过程中，研究人员首先将空液滴暴露于两种不同类型的细菌中，使得一种细菌自发被捕获于液滴内部，而另一种则被困在液滴的表面。通过消灭这两种细菌，释放出的细胞成分被困在液滴内外，从而生成含有大量生物分子和机械部件的膜包覆细菌性原细胞（bacteriogenic protocell）。

研究显示，这些原细胞能够通过糖酵解过程产生ATP等富含能量的分子，并通过体外基因表达合成RNA与蛋白质，表明细菌的遗传成分在这些合成细胞中依然保持活性。研究结果表明，经过3小时捕获的大肠杆菌细胞仍然保持活力，且在后续48小时内，细胞数量增加了约10倍，显示出良好的增殖能力。

在构建合成/活细胞实体的过程中，研究者将活细菌植入原细胞，产生可自我维持的ATP生产，为后续的糖酵解、基因表达和细胞骨架组装提供了稳定的能量来源。有趣的是，由于细菌的代谢和生长，这些原细胞构造体形成了类似变形虫的外部形态，从而营造出一种集合多种生命特征的细胞仿生系统。

这项研究首创了基于原核细胞的新型人造细胞构建系统，不仅为开发更复杂的真核细胞仿生系统提供了新的设计理念和技术手段，也为生命起源的科学研究提供了新的思路和灵感。它为合成生物学和生物工程等多学科的交叉融合与互作发展提供了良好的机遇和平台，展示了极大的研究潜力与发展前景。

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