在《自然化學》雜志上發表的一項新研究中，UNC研究人員羅尼特·弗里曼和她的同事描述了他們操縱DNA和蛋白質——生命的基本組成部分——創造出外觀和行為都像人體細胞的細胞的步驟，這是該領域的第一個成就，對再生醫學、藥物輸送系統和診斷工具的努力具有重要意義。

　　“有了這一發現，我們可以考慮對環境變化敏感并以動態方式表現的工程織物或組織，”弗里曼說。

　　弗里曼的實驗室位于北卡羅來納大學藝術與科學學院應用物理科學系，他說:“有了這一發現，我們可以考慮對環境變化敏感的工程織物或組織，并以動態方式表現。”

　　細胞和組織是由蛋白質組成的，它們聚集在一起執行任務并形成結構。蛋白質是形成細胞骨架所必需的。沒有它，細胞就無法運作。細胞骨架使細胞在形狀和對環境的反應上都具有靈活性。

　　在不使用天然蛋白質的情況下，弗里曼實驗室構建了具有功能性細胞骨架的細胞，這些細胞骨架可以改變形狀并對周圍環境做出反應。為了做到這一點，他們使用了一種新的可編程肽- dna技術，該技術可以引導肽(蛋白質的構建塊)和重新利用的遺傳物質一起工作，形成細胞骨架。

　　“DNA通常不會出現在細胞骨架中，”弗里曼說。“我們重新編程了DNA序列，使其作為一種建筑材料，將肽結合在一起。一旦將這種編程材料放入水滴中，結構就成形了。”

　　以這種方式編程DNA的能力意味著科學家可以創造出具有特定功能的細胞，甚至可以微調細胞對外部壓力的反應。雖然活細胞比弗里曼實驗室創造的合成細胞更復雜，但它們也更不可預測，更容易受到惡劣環境的影響，比如高溫。

　　弗里曼說:“即使在華氏122度的溫度下，合成細胞也很穩定，這為在通常不適合人類生活的環境中制造具有非凡能力的細胞提供了可能。”

　　弗里曼說，他們的材料不是為了耐用而制造的，而是為了任務而制造的——執行特定的功能，然后修改自己以達到新的功能。它們的應用可以通過添加不同的肽或DNA設計來定制，以編程織物或組織等材料中的細胞。這些新材料可以與其他合成細胞技術相結合，所有這些技術都有可能在生物技術和醫學等領域產生革命性的應用。

　　弗里曼說:“這項研究幫助我們理解了生命的起源。”“這種合成細胞技術不僅能讓我們復制大自然的功能，還能制造出超越生物學的材料。”羅尼特·弗里曼是北卡羅來納大學藝術與科學學院應用物理科學系的副教授。

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