日本科学家领导的研究团队在最新一项细胞生物学研究中报告称，在实验室生成的人造细胞成功模拟了细胞周期，这或许能解释原始活细胞的复制能力是如何形成的。该研究为理解生命起源中关键的一步——细胞如何获得自我复制能力——提供了重要线索。
细胞周期是细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的有序过程，包括DNA复制、染色体分离和细胞质分裂等关键事件。在自然活细胞中，这一过程受到精密的分子调控，而人工重建一直面临巨大挑战。此前，研究人员通过将蛋白质和DNA封装在脂质体（人工脂质双分子层囊泡）中，构建了简单的细胞模型，并实现了DNA复制和分裂，但无法连续进行生长和分裂的循环。
此次，日本神奈川大学的菅原正教授与美国哈佛大学的詹·桑德斯博士及其团队，采用了一种创新策略：他们利用脂质体融合技术，将新分裂的人造细胞与含有必要蛋白质、脂质和DNA的“营养”脂质体融合，从而为下一代细胞提供全部所需组分。通过反复融合，他们成功在实验室中创建了一个可重复的细胞周期模型，实现了人造细胞的连续生长与分裂。
该方法的优势在于所需生物材料极少，且过程高度可控，因此能够模拟原始单细胞生物在早期地球上如何首次获得自我复制能力。研究团队认为，这一模型为“从非生命到生命”的过渡提供了可信的“情景再现”，有助于揭示生命起源的分子机制。
相关研究报告发表于9月29日出版的英国《自然·通讯》期刊上。该研究不仅深化了对细胞周期基本机制的理解，还为合成生物学和人工细胞设计提供了新思路，未来可能应用于生物制造、药物递送以及癌症治疗等领域。