人造生命里程碑！首次实现人工细胞“一母生二子，二子各不同”
发布时间：
2026-05-29
当我们还在为AI是否拥有“意识”争论不休时，合成生物学领域已经悄然迎来了里程碑式的突破——人造细胞不仅能“活着”，还能像真正的细胞一样“生孩子”，而且生出的是两个截然不同的“宝宝”。北京时间5月30日，中国科学院化学研究所乔燕、王树团队联合北京化工大学林艺扬团队及英国布里斯托大学Stephen Mann院士，在国际顶级期刊《Nature》发表重磅成果：在无蛋白质参与的条件下，首次实现人工细胞的异形态不对称分裂。这一“极简版”细胞分裂，不仅刷新了人类对生命起源的认知，也为构建能自我增殖、功能分化的人造细胞铺平了道路。
细胞分裂是生命最核心的特征。自然界的复杂生命几乎都依赖不对称分裂——一个母细胞分裂出两个功能不同的子细胞，从而实现组织分化与器官发育。此前，合成生物学领域虽已实现人造囊泡或液滴的对称分裂，但都依赖复杂的蛋白质机器或人工两相系统，距离真实生命的增殖方式仍相去甚远。本研究的核心目标，正是探索：在没有蛋白质等复杂生物大分子的前提下，仅靠简单的脂质和核苷酸，能否实现类似生命的不对称分裂？
研究团队选用阳离子表面活性剂DDAB（双十二烷基二甲基溴化铵）与阴离子核苷酸ATP自组装，形成一种多层液晶微滴。这种微滴直径约6微米，含水量约46%，内部结构类似洋葱，呈同心层状排列，且具有有序的液晶特性，但不具备中央水腔。当向体系中加入碱性磷酸酶（ALP）后，微滴在约15分钟内经历四个阶段：凹陷形成：95.7%的微滴表面出现单个凹坑；碗状演化：凹坑沿周向加宽，形成碗状结构；核心脱离：当凹坑角度达80°–140°时，内部球形核心瞬间从外壳脱离；结构重组：核心保持原有液晶微滴结构，外壳自封闭为一个含水多层囊泡。分裂过程中，母滴还会释放管状和球状小囊泡，总物质损失约35%。
进一步的机制研究表明，ALP并不进入微滴内部，而是富集于表面，将层间的ATP逐步去磷酸化，使脂质头部与反离子间的静电吸引力下降，层间距从3.34 nm增至3.43 nm，引发微滴溶胀和不稳定。更有趣的是，这种分裂不依赖特定核苷酸种类——CTP、GTP、TTP同样能与DDAB形成可分裂微滴。甚至无需酶，仅通过加入镁离子、钙离子、钠离子等电荷屏蔽剂，或降低pH，也能触发完全相同的不对称分裂。研究人员推测，微滴在形成时就存在天然的核–壳结构与拓扑缺陷，这些缺陷正是分裂的“启动开关”。热退火实验证实：消除缺陷后，微滴即便加入ALP也不再分裂。
最令人惊喜的是，分裂过程能实现功能生物分子的传递与保留。实验显示，微滴可吸收辣根过氧化物酶（HRP）、单链DNA、葡聚糖等分子，并在分裂后均匀分配至两个子代结构中，且均保持生物活性。其中，核心微滴酶活性更高，能长期稳定保留内容物；囊泡结构则pH变化更快，内容物逐渐释放。这种天然的功能分化，与自然界细胞分裂产生不同功能子代的过程高度相似。
这项研究用最简体系完成了过去需要复杂生物机器才能实现的不对称分裂，提示生命的核心特征——增殖与分化——可能远比想象中简单：无需DNA，无需蛋白质，仅靠脂质与核苷酸这两种最基本生命分子，通过静电作用与拓扑缺陷，即可完成“生娃”这件大事。它为生命起源提供了新假说：早期地球原始生命或以此极简方式实现增殖与分化。同时，也为下一代人造细胞设计奠定基础——未来有望构建能自我复制、按需分化的智能人造细胞，用于靶向药物递送、体内生物催化和环境修复等领域。正如研究者所言：“我们不仅造出了‘活’的人工细胞，还让它学会了‘生孩子’——而且是生下两个不一样的孩子。”这，或许正是通向真正人造生命的第一步。
上一条
上一条
最新动态
银丰基金会荣获济南市红十字会“2025公益事业爱心捐赠人”称号
4月22日，在济南市红十字会举办的纪念第79个“世界红十字日”暨2025年公益捐赠事业表扬会上，山东省银丰生命科学公益基金会（以下简称“银丰基金会”）被授予“2025济南市红十字公益事业爱心捐赠人”称号。这是银丰基金会继今年1月收到市红会感谢信后，在公益领域获得的又一次认可。
银丰生科院联合中国科大研发 CryoSIM 平台，登分析化学顶刊——革新卵母细胞膜通透性分析技术
山东银丰生命科学研究院低温医学团队与中国科学技术大学赵刚教授团队的合作研究取得重要进展，相关成果发表在国际分析化学领域权威期刊《Analytica Chimica Acta》（2024-2025 年影响因子 6.0，JCR Q1 区、中科院分析化学小类 1 区 Top 期刊）。该研究得到了国家重点研发计划（2023YFF0713900）、安徽省临床医学研究转化专项（202204295107020002）项目支持。
2026年1月30日下午，济南市红十字会为山东省银丰生命科学公益基金会（以下简称：银丰基金会）带来一封意义非凡的感谢信。
1月16日，山东品牌年会暨二届三次会员代表大会在济南南郊宾馆隆重举行。大会现场公布了年度品牌建设评选结果，山东银丰生命科学研究院凭借世界首创的“卵巢双激活”技术项目，荣获 “品牌建设优秀案例”奖项。
目前，卵巢组织双激活技术已在北京中医药大学深圳（龙岗）医院成功转化应用，治疗患者400余名，治疗成功率达70%。未来三年，山东银丰生命科学研究院将以济南为中心，逐步辐射全国开展技术成果转化。
上海理工大学健康科学与工程学院、银丰低温医学专家委员会委员胥义教授当选为该学会常务理事（Board of Governors），任期三年（2026-2028）。
