近日，美國加州大學聖地亞哥分校的科（kē）研團隊取得一項突破性進展：他們利用非（fēi）生物化學物質構建出具有完整代謝循環的合（hé）成膜係統，這一成果（guǒ）不僅為探索生命起源提供了新（xīn）視角，更為生物技術領域的細胞存儲、人工細胞應用等（děng）方向開辟了（le）新路徑。
合成膜（mó）係（xì）統（tǒng）：重現細胞代謝的“人工細胞”
在生命體中，細胞膜絕（jué）非簡單的防護屏障，它兼具環（huán）境感知、物質運輸、動態適（shì）應等多重功能。這種被稱為“膜可塑性”的特性，依賴於能量驅動的化學反應網絡——也就（jiù）是代謝過程（chéng），細胞通過分解與重建分（fèn）子維持自身活性。
數十年來，科學家們一直致力於構建能模擬天然細胞膜功能的合成結構，卻始終難以突破“代謝”這一關（guān）鍵瓶頸（jǐng）。此前的（de）人工膜雖能形成類似細胞的結構，卻因缺（quē）乏合成與分解的循環過程，淪為“無生命的空殼”。
而（ér）此次加州大學團隊研發的係統實現了質的突破（pò）。研究團隊以尼爾・德瓦拉傑（jié）為核心，構建出（chū）一套非生物脂質代謝網絡：他們不（bú）依賴（lài）生物酶，而是通過非生物化學物質（zhì）激活脂肪酸，這（zhè）些激活後的脂肪酸與溶血磷脂結合形成磷脂分子（zǐ），進而自組裝成類似天然細（xì）胞膜的結構（gòu）。
更關鍵的（de）是，這套係統並非（fēi）止步於膜的形成。隨著時間推移，磷脂會分解為初始成分，補充（chōng）化學“燃料”後，整個過程又能重複（fù）進行——這種合成與分解的循環，完（wán）美模擬了活細胞的（de）代謝過程。
為驅動這一（yī）循環（huán），研究人員（yuán）采用了一種名為NHS酯的化合物。它能將兩條脂（zhī）質鏈連接起來，但設計上具有不穩定性：在水中會（huì）發生水解（jiě），使連接（jiē）逐漸斷裂；而添加新的激活劑後（hòu），化學鍵又能（néng）重（chóng）新形成，從而完成（chéng）代謝循環，讓人工膜具備了類似活細胞的適應與變化能力。
技術啟示：從生命起源到生物技術應用
這項研究的價值遠超合（hé）成膜（mó）本（běn）身。從基礎科學角度，它為探索生（shēng）命（mìng）起源提供了新線索——早期地球可能正是通過（guò）類似的（de）非生物化學反應，逐步形成了具有代謝能力的原始膜結構，為生命誕生奠定基礎。
在（zài）應用層麵，其意（yì）義更為深遠。例如（rú）在藥物遞送領域，具備代謝能力的合成（chéng）膜可根據環境動態調整（zhěng）結構，精準（zhǔn）釋放藥物；在biosesensors領域，這種（zhǒng）動態響應特性能提升檢測靈敏度。
而對於細胞存儲領域（yù）而言，這一（yī）成（chéng）果同樣帶來重要啟發。目前（qián），細胞存（cún）儲液氮罐作為生（shēng）物（wù）樣本（běn）長期保（bǎo）存的核心設備，其（qí）設計核心（xīn）在於通過-196℃超低溫環（huán）境抑製細胞（bāo）代謝，維（wéi）持樣本（běn）活性。而合成膜的代謝循環研究，或將推動細胞存儲技術向（xiàng）“動態調控”升級——未來或許（xǔ）能結合液相液氮罐的深低溫特性，在（zài）存儲過程（chéng）中通過特定化學信號（hào）微調代（dài）謝狀態，進一步提升細胞複蘇存活率。
同時，液氮存儲係（xì）統也能為（wéi）合成細胞研究提（tí）供穩定的實（shí）驗基（jī）礎（chǔ）。例如，通過保存不同階段的合成膜樣（yàng）本，可精準追蹤其（qí）代謝循環的長期變化，為優化人工細胞結構提供數據支持。
未來展望：跨領域（yù）融合的技術潛力
隨著合成（chéng）生物學與低溫存儲（chǔ）技術的不斷發（fā）展，合成膜的代謝循環係統與（yǔ）細胞存儲液氮罐的結合，可能催（cuī）生出更多創新應用。比如在細胞治療領域，可利用合成膜包裹治療細胞，通過液氮長（zhǎng）期凍（dòng）存，複蘇時再通（tōng）過代（dài）謝調控激活其功能，提升治療效果。
這項研究（jiū）證明，即（jí）使是最基礎的生命過（guò）程（chéng），也能通過人工手段重現。而當這種“人工代謝”能力與細胞存儲液氮罐等成熟技術結合，或將（jiāng）為生物技術行業帶來前所未有的突（tū）破，推動醫療、生物研究等領（lǐng）域邁向新高度。
來（lái）源：thebrighterside.news
