近日，美國加州大學聖地亞哥分校的（de）科研團（tuán）隊取得一項突破性進展：他們利用非（fēi）生（shēng）物化學物質構建出具有完整代謝循（xún）環的合成膜係統，這一成果不僅為探索生命起（qǐ）源提供了新視角，更為生物技術領域的細（xì）胞（bāo）存儲、人工細胞應用等方向開辟了新路徑。
合成膜係統：重現細胞代謝的“人工細胞”
在生命體中，細胞（bāo）膜絕非簡單的（de）防（fáng）護屏障（zhàng），它兼具環境感知、物質運輸、動（dòng）態適應等多重功能。這種被稱為“膜可塑（sù）性（xìng）”的特性，依賴（lài）於能量驅（qū）動的（de）化學反應網絡（luò）——也就是代謝過程，細胞通過分解與重建分子維持自身活性。
數十年來，科學（xué）家們一直（zhí）致力於構建（jiàn）能模擬天然（rán）細胞膜功能的合成結構，卻始終難（nán）以突破“代（dài）謝”這一關鍵瓶頸。此前的人（rén）工膜雖能形成類似細胞的（de）結構，卻因缺乏合成與分（fèn）解的循環過程，淪為（wéi）“無生命的空殼”。
而此次加州大學團隊研發的係統實現了質的突破。研究團隊以（yǐ）尼爾・德瓦拉傑為核心，構建出一套非生物脂質代謝網絡：他們不依賴生物酶，而是通過非生物化學物質激活脂肪酸，這些（xiē）激活後的脂肪酸與溶血磷脂結合形成磷脂（zhī）分子，進而自組裝成類似天然細胞膜的結構。
更（gèng）關鍵的是，這套係統並非止步（bù）於膜的形成。隨著時間推移，磷脂會分解為初始成分，補充化（huà）學“燃料”後，整個過程又（yòu）能重複（fù）進行——這種（zhǒng）合成與分解的循環，完美（měi）模（mó）擬了活細胞的代謝過程。
為（wéi）驅動（dòng）這一（yī）循環，研究人員采用了一種（zhǒng）名為（wéi）NHS酯的化合物。它（tā）能將兩條脂質鏈連接起來，但設計上具有不穩定性：在水（shuǐ）中會發生水解，使連接逐漸斷裂；而添加新的激活劑後，化（huà）學鍵（jiàn）又（yòu）能重新形成，從而完成代謝循環，讓人工（gōng）膜具備了類似活細胞（bāo）的（de）適應與變化能力（lì）。
技術啟示：從生命起源到生物（wù）技術應用
這項研究的價值遠超（chāo）合成膜本身。從基（jī）礎科學角度，它為探索生命起源提供了新（xīn）線索（suǒ）——早期地球可能（néng）正是通過（guò）類似的非生物化學反應，逐步形成了具有（yǒu）代謝能力的原始膜結構，為生命（mìng）誕生奠定基礎。
在應用層麵，其（qí）意義更為深遠。例如在藥（yào）物遞送（sòng）領域，具備代（dài）謝能力的合成膜可根（gēn）據環境動（dòng）態調整結構，精準釋放藥物；在biosesensors領域，這（zhè）種動態響應特（tè）性能提升檢測靈敏度。
而對於細胞（bāo）存儲領域而言（yán），這一成果同（tóng）樣帶來重（chóng）要啟發。目（mù）前，細胞存儲液氮罐作為生物樣（yàng）本長期保存的核心設備，其設計核心在（zài）於（yú）通過-196℃超（chāo）低溫環境抑製細胞（bāo）代謝，維持樣本活性。而合成膜的代謝循環研究，或將推動細胞存儲技術向“動態調控”升級——未來或許能結（jié）合液相液氮罐（guàn）的深低溫特（tè）性，在存儲過（guò）程中通過特定化學信號微調代（dài）謝狀態，進一步提升細胞（bāo）複蘇存活率。
同時，液氮存儲係統也能為合成細胞研究提供穩定的實驗基礎。例如，通過（guò）保存（cún）不同階（jiē）段的合（hé）成膜樣（yàng）本，可精準追蹤其代謝（xiè）循環的長期變化，為優化人工細胞結（jié）構提供數據支持。
未（wèi）來展望：跨領域融合的技術潛力
隨著合成（chéng）生物學與低溫存儲技術的不斷發展，合成膜的代謝循環係統與細胞存儲液氮罐的結（jié）合（hé），可能催生出更多創新應用。比如在細胞治療領域，可利用合成膜包裹治療細胞，通過液氮長期凍存，複蘇時（shí）再通過代謝調控激活其功能（néng），提升治療效果。
這項研究證明，即使（shǐ）是最基礎（chǔ）的生命過程，也（yě）能通過人工手段重現（xiàn）。而當這種“人工代謝（xiè）”能力與細胞存（cún）儲液氮（dàn）罐等成熟技術結（jié）合，或將為生物技術行業帶來（lái）前（qián）所未有的突破，推動醫療、生（shēng）物研究等領域邁向新高度。
來源：thebrighterside.news
