我国科学家提出人工细胞不对称分裂新思路
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2026-05-13 23:27:08
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记者从中国科学院化学研究所获悉，近期该所乔燕、王树研究团队联合国内外科学家，首次实现人工细胞形态、功能不对称分裂，填补了化学、材料、合成生物学交叉领域长期技术空白。相关成果5月13日在国际学术期刊《自然》发表。
△图：结构化液滴人工细胞的不对称分裂
细胞不对称分裂是干细胞分化、生命生长发育的核心基础，一个母细胞分裂成两个形态、功能各不相同的子细胞。此前人工细胞缺少内部特殊结构，无法复刻这一自然生命行为，一直是世界性研究难题。
团队提出利用瞬态化学不均一、界面能梯度诱导不对称分裂的新思路，构筑结构化液滴人工细胞模型，依靠酶触发特殊“剥离式”分裂。加入碱性磷酸酶后，人工细胞表面凹陷，逐步形成核—壳界面分界，最终分裂为液晶液滴、多层囊泡两种差异明显的子代结构。
实验证实该分裂方式通用性强，依靠金属离子、酸碱度调节、替换其他核苷酸物质等，均可完成不对称分裂。同时只有具备结构化层状液晶有序结构的人工细胞才能正常分裂，无序结构只会直接解体。分裂后的子代细胞还能继承母体活性物质，并且出现功能区分：子代液滴稳定储存物质，子代囊泡向外释放部分担载分子，实现代际功能差异。
此次研究为探索生命起源、原始细胞形成提供了全新实验模型，该研究成果未来有望应用于生物医药、生物制造、智能传感等前沿领域。
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