科學家成功利用DNA和蛋白質等生命基本組成要素，打造出具有與真細胞相同外觀和功能的人造細胞；圖為示意圖。（圖取自freepik）

〔編譯陳成良／綜合報導〕美國科學家成功利用DNA和蛋白質等生命基本組成要素，打造出具有與真細胞相同外觀和功能的人造細胞，為再生醫學、藥物輸送和診斷工具等領域帶來革命性的突破。

《每日科學》（Science Daily）報導，這項由美國北卡羅來納大學教堂山分校 （UNC-Chapel Hill）研究團隊完成的突破性研究，4月23日發表於《自然化學》（Nature Chemistry）期刊。研究團隊領導人、物理科學系副教授弗里曼博士（Ronit Freeman）表示，這項成就開創了合成生物學的新篇章，為科學家們提供了全新的研究方向和應用可能性。

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細胞和組織由蛋白質組成，這些蛋白質相互結合以執行任務和形成結構。細胞骨架是由蛋白質所組成的細胞支撐結構，對於細胞的形狀、運動和功能至關重要。沒有細胞骨架，細胞就無法正常運作。

弗里曼實驗室並沒有使用天然蛋白質，而是利用創新的可程式設計肽DNA技術（programmable peptide DNA technology），成功製造出具有功能性細胞骨架的人造細胞。這些細胞骨架能夠改變形狀並對周圍環境做出反應，就像真正的細胞一樣。

「DNA通常不會出現在細胞骨架中。」弗里曼博士說，「我們重新編程DNA序列，使其充當建築材料，將肽結合在一起。一旦將這種編程材料放置在水滴中，結構就會成形。」

這種可程式設計DNA的能力意味著科學家可以創建用於特定功能的細胞，甚至可以微調細胞對外部壓力源的反應。雖然活細胞比弗里曼實驗室製造的合成細胞更複雜，但它們也更難預測，更容易受到惡劣環境（例如極端溫度）的影響。

「合成細胞即使在攝氏50度的環境下也能保持穩定，這為製造具有非凡能力的細胞提供了可能性，這些細胞可以用於通常不適合人類生命的環境。」弗里曼說。

弗里曼博士表示，與其製造經久耐用的材料，不如聚焦功能導向，打造專屬材料，動態調整，滿足新需求。透過添加不同的肽（peptide）或DNA設計，可以根據應用程式自定義這些新材料，

這些新材料可以與其他合成細胞技術相結合，所有這些技術都具有可能徹底改變生物技術和醫學等領域的潛力。「這項研究有助於我們了解生命的本質。」弗里曼博士說，「這種合成細胞技術不僅使我們能夠複製自然界所做的事情，還可以製造超越生物學的材料。」

這項研究成果，為合成生物學的發展打開了新的篇章，也為人類探索生命奧秘、解決醫療難題提供了新的可能性。

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