细胞是生命的基本单位,形成了地球上所有生物的个体细胞和多细胞生物体。为了更好地了解细胞如何执行生命的基本功能,科学家们开始开发合成细胞——包裹在模仿特定生物过程的膜中的非生命细胞生物化学部分。
有一天,合成细胞的发展可能会为开发抗击疾病的新方法、支持人类长期太空飞行以及更好地了解地球生命的起源提供答案。
在最近发表在ASyntheticBiology上的一篇论文中,研究人员概述了合成细胞开发可能带来的潜在机遇以及这项突破性研究面临的挑战。他们还提出了一个路线图,以激发和指导这个有趣领域的创新。
该论文的主要作者、加州硅谷美国宇航局艾姆斯研究中心的天体生物学家林恩·罗斯柴尔德(LynnRothschild)表示:“这一领域的潜力令人难以置信。”“很荣幸能够领导这个团队制定我们设想的一份创始文件,一份将刺激这一领域发展的资源。”
合成细胞的开发可以给人类带来广泛的好处。分析构建细胞的复杂性可以引导研究人员更好地了解细胞最初是如何进化的,或者为创造更能承受辐射或冰冻温度等恶劣环境的新生命形式打开大门。
这些创新还可能导致食品和医学科学的进步——提高食品生产效率,检测制造过程中的污染物,或开发新的细胞功能作为慢性疾病甚至合成器官移植的新疗法。
建造合成细胞还可以回答美国宇航局关于地球以外生命存在可能性的一些最大问题。
罗斯柴尔德说:“创造合成细胞的挑战表明我们在宇宙中是否孤独。”“我们开始开发技能,不仅要创造出地球上可能发生的生命的合成类似物,还要考虑可能在其他行星上形成的生命途径。”
随着合成细胞开发研究的继续,罗斯柴尔德看到了可以扩大我们对自然生命复杂性的理解的机会。
“生命是一件奇妙的事情。我们一直在利用细胞的能力——我们用木头建造房屋,我们在鞋子里使用皮革,我们呼吸氧气。生命具有惊人的精确性,如果你能驾驭它,我们将难以置信可以完成。”