【生醫科技】科學家模擬細胞基本功能，推進合成細胞技術

為了解生命如何從無生命的分子中誕生，科學家們正努力建構能模擬細胞基本功能的合成系統。荷蘭格羅寧根大學（University of Groningen）生化學教授伯特·普爾曼（Bert Poolman）與六大研究機構的「合成細胞構建」聯盟（Building a Synthetic Cell, BaSyc）合作，專注於建立細胞的能量轉換機制。他們的目標是模擬粒線體（mitochondria）這種細胞「能量工廠」的功能，以僅僅五個蛋白質來生成細胞所需的能量，替代天然粒線體中數百種複雜的分子組件。

在實驗中，普爾曼團隊將這五種蛋白質放入微小的囊泡（vesicles）中，讓囊泡吸收腺苷二磷酸（ADP）和精氨酸（arginine）。精氨酸在囊泡內分解並提供能量，使囊泡生成腺苷三磷酸（ATP）——所有細胞活動的主要能量來源。為了進一步模擬細胞的新陳代謝，團隊開發了另一種囊泡，可吸收並使用這些生成的ATP進行能量消耗反應，並將其轉化回ADP後釋放，形成能量循環，這是細胞進行分裂、生長等活動的基礎。

在此基礎上，團隊設計了另一個能累積電位的囊泡系統，模仿細胞利用化學電位吸收營養的過程，並加入酵素來分解乳糖並生成輔酶NADH，進一步提升系統的功能性。這些成果標誌著合成細胞技術的一大進展，為實現可自我生長和分裂的人工細胞鋪平道路。

未來十年中，普爾曼參與的「EVOLF」專案將探索更多非生命的組件如何聯合運作，從而組成具有生命特徵的完整細胞。透過這項研究，科學家不僅希望揭示生命的基本機制，也將為生物技術開發和應用帶來全新契機。

資料來源：

Can Life Be Engineered? Biochemists Take Key Steps Toward Synthetic Lifeforms