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科學家首度從零打造出人造細胞,可進食、生長與繁殖
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自由时报18 sa önceScience3 dk okumaChina

科學家首度從零打造出人造細胞,可進食、生長與繁殖

L'essentiel

美國科學家團隊成功從非生命化學成分,首度「從零開始」打造出人造細胞「史普尼克細胞」(SpudCell)。此細胞能進食、生長並繁殖約5個世代,儘管目前功能有限,但被視為合成生物學的重大突破,有望開啟客製化生物體的新紀元。

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Pourquoi c'est important

科學家利用非生命的化學成分,首度從零開始打造出能夠進食、生長與繁殖的人造細胞,這項突破可望開啟客製化生物體的新紀元。

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科學家宣布,首度「從零開始」打造出能夠進食、生長與繁殖的人造細胞。這項合成生物學的重大突破,可望開啟「客製化」生物體的新紀元,讓這些細胞如同活體機器般發揮指定功能。

可望「客製化」生物體

美國有線電視新聞網(CNN)1日報導,美國明尼蘇達大學(University of Minnesota)合成生物學家阿達瑪拉(Kate Adamala)領導的團隊,利用非生命的化學成分,逐步拼湊出這個細胞。雖然這項成果目前仍屬脆弱且受限的原型,但有助於科學家深入了解生命起源,未來甚至可透過程式化,解決全球面臨的重大生物學難題。

報導指出,該細胞未特定屬於植物或動物,但最接近簡單的細菌。阿達瑪拉表示:「我知道這個細胞的完整成分清單,確切知道是哪些化學物質、分子及其濃度,這意味著我們可以對其進行改造。」

數十年來,科學家持續對天然細胞進行生物工程改造,例如將人類胰島素基因植入大腸桿菌,以製造胰島素。科學家認為,完全合成的細胞是下一個尖端領域,有望推動新型癌症療法的發展,或開創碳捕捉及化學品製造的新方法。

阿達瑪拉將其成果命名為「史普尼克細胞」(SpudCell),向1950年代開啟太空時代的俄羅斯衛星「史普尼克號」(Sputnik)致敬,期盼藉此開啟真正的「生物經濟」(bioeconomy)時代。

史普尼克細胞由150至200個分子組成,可進食、生長並繁殖約5個世代。阿達瑪拉形容它是個「極度孱弱的生物,目前除了吃和偶爾分裂出子細胞外,基本上什麼也不做」。在攝氏30度下,每一代約需12小時才能繁殖,且必須依賴餵食。

史普尼克細胞的基因組僅有9萬個鹼基對,遠小於大腸桿菌的460萬個。此外,它的運作機制與天然細胞不同,它缺乏細胞骨架,而是透過製造蛋白質擠壓細胞膜來強迫分裂;它也無法自行製造合成蛋白質關鍵的核糖體,必須仰賴外部餵食大腸桿菌的核糖體。

阿達瑪拉團隊1日公開這項研究的詳細運作細節,論文預計本週投稿,尚待同行評審。為推動該領域發展,阿達瑪拉還參與創立公益機構「Biotic」,期望將史普尼克細胞技術打造為如同Linux般的開源作業系統,做為全球共享標準。

並未參與這項研究的倫敦帝國學院(Imperial College London)生化科技副教授艾拉尼(Yuval Elani)認為,這並非「在實驗室創造生命」,而是邁向該目標的「真正里程碑」。同校的合成基因組工程教授艾里斯(Tom Ellis)更表示,這是「合成細胞領域近期最大的突破」。

史丹佛大學(Stanford University)生物工程副教授安迪(Drew Endy)則認為,這還談不上是創造生命,目前型態的史普尼克細胞不具備生物安全風險,更不可能被用來製造生物武器,「除非你餵食包含核糖體在內的所有東西,否則它完全沒有自我繁殖的能力」。

À surveiller

Perspective IA — des possibilités, pas des certitudes

  • 史普尼克細胞技術可能發展為開源作業系統,促進全球共享。

    Probable · Moyen terme

Questions ouvertes

  • 史普尼克細胞的長期穩定性如何?
  • 其潛在的生物安全風險為何?
  • 未來商業化應用前景為何?

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This article was originally published by 自由时报.

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