研究人员制造出可自我复制的人造细胞

科学家们对地球生命的起源有一个很好的理论：撞击地球的陨石带来了简单的碳基化合物，即氨基酸。最终，这些化学物质慢慢地结合形成细胞，然后细胞能够复制，成为我们今天所拥有的越来越复杂的生命形式。但研究人员并不完全了解最早生命形式进化的机制；虽然这些细胞能够复制，但它们还不是活的。根据今天发表在《自然通讯》上的一项研究，现在一组日本生物学家已经创造了类似于可能最早存在于地球上的细胞的人造细胞，以更好地了解它们是如何开始分裂和进化的。

研究人员制作了一种合成的“原始细胞”，由包裹在脂质中的 DNA 和蛋白质组成，脂质是用来模拟细胞膜的脂肪化合物。这些球体没有生命，但其中的 DNA 包含在适当条件下复制的指令。通过改变球体环境的 pH 值，研究人员能够触发细胞分裂。但困难的部分是补充球体的供应，以便它们能够像真实细胞一样重新开始分裂过程。为了解决这个问题，研究人员设计了新分裂的合成细胞，使其与附近的其他类细胞结构结合。这种方法奏效了——这些球体在实验室中成功繁殖了三代。

更重要的是，研究人员现在认为他们了解了合成细胞（以及原始细胞）分裂的循环过程：摄取（细胞结合以补充供给）、复制（DNA 被复制）、成熟（细胞准备分裂）和分裂（新细胞从母体中分离出来）。

研究人员认为，他们的模型可以模拟生命前身的形成和繁殖方式——细胞不会自给自足，需要补充能量才能继续繁殖。研究作者写道，导致四种相变中的三种的 pH 值变化很容易发生在热液喷口周围。然而，这项研究留下了一些重要的问题没有得到解答。研究人员仍然不确定原始细胞的基因如何影响它们的物理特征或表型，进化驱动突变可能如何发生在它们身上，以及它们可能能够复制多快。他们希望在未来创建更复杂的原始细胞模型，以进一步研究基因如何在这些生命前身中发挥作用。