人工环境中模拟出细胞周期

可解释原始活细胞如何首次形成复制能力

日本科学家领导的研究团队最新一项细胞生物学研究报告称，在实验室生成的人造细胞，或可解释原始活细胞的复制能力是怎样形成的，即是说，细胞模型可以预测原始细胞周期。

人们将核糖体等具有部分细胞机能的人工颗粒叫做细胞模型。曾经，研究人员通过将蛋白质和脱氧核糖核酸（DNA）装到微小的脂类球中，生成了模型细胞。他们对这些模型细胞进行操纵，能够让其复制DNA并使细胞一分为二。但一直以来，研究人员都不能重现活细胞连续生长和分裂的过程。

这个过程又叫做细胞周期，是从一次细胞分裂形成子细胞开始，到下一次细胞分裂形成子细胞为止所经历的过程。在这一过程中，细胞的遗传物质会复制，并且均等地分配给两个子细胞。它是生命“从一代向下一代传递”这一连续历程中的关键环节，会受到机体调节系统和环境条件的影响。实现人为调控细胞周期，对深入了解生物的生长发育和控制肿瘤生长等具有重要意义。

此次，日本神奈川大学菅原正、美国哈佛大学詹·桑德斯及他们的研究团队，用一个简单的方法重建了新分裂的人造细胞与其他模仿细胞的脂类球的融合，并对细胞的复制特性进行了模拟。他们采取的方法为新形成的人造细胞提供了重复这一过程所需的全部蛋白质、脂类和DNA，从而在实验室的人工环境中成功创建了一个细胞周期模型。

由于在这一模拟方法中所需的生物材料数量非常少，它能为原始单细胞生物是如何第一次形成自我复制能力的过程，提供一个非常可信的“情景再现”。

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。