我国科学家首次实现人工细胞形态功能不对称分裂

2026年05月14日来源：人民网

人民网北京5月14日电 （记者赵竹青）人工细胞如何“活起来”，从一个变成两个，且两个“不一样”的？中国科学家给出了答案。北京时间5月13日，中国科学院化学研究所乔燕、王树合作团队联合国内外科学家，在国际期刊《自然》发表成果，首次成功实现人工细胞的形态功能不对称分裂。

不对称分裂是生命体实现细胞分化、器官发育、功能多样化的重要基础。一个细胞可以分裂成两个不同的子细胞，例如干细胞分裂成一个新的干细胞和一个分化后的功能细胞。

如何用人工细胞实现不对称分裂过程？为攻克这一难题，研究团队设计出一种结构化层状液晶液滴的特殊人工细胞模型。加入特定酶后，酶在液滴表面“啃”出一个小窝，小窝沿内表面扩展，最终将内核完整“挤出”，外壳则自动闭合形成一个多层囊泡。母代细胞由此分裂为两个结构性能迥异的子代：一个继承内核，仍保持多层液晶结构；另一个为外壳剥离重构、内部含水的囊泡结构。团队将命名为“剥离式”不对称分裂。

有趣的是，两个子代不仅长相不同，功能也出现分工：子代外壳内部分子物质会逐渐释放到外部，子代内核则具有更强的物质保留能力。这种行为上的差异体现了人工细胞不对称分裂所带来的功能分化特征，为构建具有“代际功能差异”的人工生命体系提供了新的可能。

《自然》审稿人对此评价道：作者在简单的软物质体系中发现了一种非同寻常的动态转变，极具视觉冲击力，并能够引起脂质分子自组装、非平衡化学及人工细胞研究等多个交叉学科领域的浓厚兴趣。

该研究揭示了一种人工细胞不对称分裂的全新机制。乔燕研究员说：“这不仅为理解类生命功能涌现与原始生命的形成提供了新的实验模型，也为设计生物制造体系开辟了新的思路。”

王树研究员表示，随着化学、材料科学和合成生物学等领域的不断交叉发展，人类距离“从零构建”具备生命基本特征的人工细胞系统越来越近。

据介绍，目前人工细胞还无法像天然细胞一样持续分裂和稳定传代。下一步，研究人员将进一步探索如何赋予人工细胞类似天然细胞的多代增殖能力，并将其与基因表达、代谢反应等功能模块结合。