人造“土豆细胞”：从零构建生命的里程碑
发布时间：
2026-07-10
一滴肉眼几乎看不见的水滴，外层裹着脂质膜，内部装着化学试剂和一段仅含３６个基因的ＤＮＡ——它不是自然界的产物，却是人类迄今为止最接近“从零造物”的生命模拟系统。近日，美国明尼苏达大学双城分校Ｋａｔｅ Ａｄａｍａｌａ团队在《生物力》杂志发表研究成果，正式推出名为“土豆细胞”（ＳｐｕｄＣｅｌｌ）的人工合成细胞体系。它能通过融合液滴实现生长、完成基因组复制，甚至借助外部触发机制分裂增殖，被学界视为合成生物学领域的标志性突破。
突破：首次整合生命核心功能
长期以来，人工合成细胞的研究多停留在单一功能复刻阶段——比如让人工液滴合成蛋白质，或模拟细胞膜的物质交换。但要让一个系统同时实现“生长—复制—分裂”的完整生命周期，难点在于不同生化反应对环境条件的要求截然不同：有的需要酸性环境，有的依赖特定离子浓度，很难在同一套体系中兼容。
土豆细胞的创新之处，在于首次将多个核心功能模块整合进同一脂质体结构中。它依托成熟的ＰＵＲＥ系统（一套包含核糖体、酶等生物分子的“基础模块包”），通过分子工程设计出特殊的表面标记：一种标记能结合携带营养和酶的微型囊泡，让液滴“进食”并积累生长所需物质；另一种标记可与链霉亲和素结合，当培养液中该分子浓度达标时，二者相互作用产生的排斥力会将液滴“挤”成两半，完成分裂。
更关键的是，土豆细胞的基因组仅含９万个碱基对——比学界推测的“最小活细胞基因组”（１１．３万碱基对）更小，且由７个独立ＤＮＡ质粒构成。这种模块化设计让科学家能像编写程序一样，独立调整不同质粒的功能，比如增强营养摄取或优化分裂效率。
局限：离“真正生命”仍有鸿沟
尽管成果震撼，学界对其“生命属性”仍持谨慎态度。首先，土豆细胞的分裂高度依赖外部干预：自然分裂效率极低，多轮分裂需借助机械挤压（让液滴穿过微孔薄膜）完成。其次，基因组分配不均的问题突出——经过５次分裂后，仅３０％的子代细胞能保留完整的７个质粒。此外，细胞内的核糖体（蛋白质合成核心机器）会随时间降解，而土豆细胞无法自主合成新核糖体或清除老化版本，这从根本上限制了其长期存活能力。
意义：从“模拟”到“应用”的桥梁
即便存在局限，土豆细胞的价值已被广泛认可。斯坦福大学Ｄｒｅｗ Ｅｎｄｙ将其称为“里程碑式的转折”——它证明了“将分属不同研究的四五种核心模块整合，就能勉强实现自主生长与分裂”的可行性。更重要的是，这意味着，在全合成化学系统中，演化逻辑的雏形已然显现。
Ａｄａｍａｌａ团队表示，土豆细胞的所有组件作用机理都已明确，这为后续优化提供了清晰路径。未来，若能将其７个质粒整合为更稳定的单基因组，并搭建自主合成核糖体等分子机器，或可推动其在分子医学领域的应用。
从“模拟生命”到“创造生命”，人类走了数十年。土豆细胞或许不是终点，但它点燃的火花，正照亮合成生物学通往实际应用的新路径。
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）。
