凯伊·库普费尔施密特（Kai Kupferschmidt）《科学》（Science）杂志特约记者

“土豆细胞”不过是一个被脂质膜包裹的微观水滴（微滴），内部装满了化学物质和仅编码36个基因的DNA片段。但它是研究人员在构建活体细胞方面获得的最接近目标的成果。

美国明尼苏达大学双城分校的合成生物学家凯特 · 阿达马拉（Kate Adamala）和她的团队展示了他们的最新实验成果、被戏称为“土豆细胞”（SpudCell）的人造细胞，其读音让人们联想起第一颗人造卫星“斯普特尼克”（Sputnik）。关键在于，这种细胞可以生长、复制、分裂。

长期以来，研究人员一直梦想在实验室中创造细胞，这既是为了理解生命的本质，也是为了制造出能更好地接受工程化改造以合成特定化合物的细胞。但大多数人将预期目标定得更低，他们尝试复制单一的细胞功能，例如摄食或生长。将多种功能整合在一起极具挑战性，因为每种功能通常需要在不同的环境（例如特定浓度的镁离子或特定的酸碱度）中才能达到最佳工作状态。能够在合成细胞中整合所有生命功能是整个领域的终极目标。

迄今为止，研究人员在构建合成细胞时，要么使用现有的生命分子（例如DNA和脂肪酸），要么开发人工模块。土豆细胞采取了前一种路线。通过巧妙的设计改造，阿达马拉的团队创造出了能够实现部分生命细胞功能的土豆细胞。土豆细胞的基因组大概只有一般细菌的1/50，阿达马拉团队通过赋予土豆细胞特定基因，使其能够产生特殊的分子标签并展示在微滴表面。这些标签就是供能囊泡（包含核心微滴所需的酶和其他分子的更小脂质体，也就是土豆细胞的“食物”）的结合点。这些“食物”使土豆细胞得以生长并复制其基因组。

接着，研究人员在土豆细胞的基因组中编码了一种微滴分裂机制。该机制核心是另一种被称为“信号旗”的表面标签，它能够与一种被称为链霉亲和素的大分子结合，结合时会在表面分子之间产生排斥力；当向培养基中添加足够量的链霉亲和素时，这种排斥力就能让微滴一分为二。不过，这一分裂过程效率极低，并且还有分裂后基因组可能不完整的问题。

在土豆细胞中，制造蛋白质的复杂机器——核糖体——也会随着时间推移而降解，且该系统无法制造新的核糖体或清除旧的核糖体。此外，土豆细胞尚不具备生命真正的演化能力。尽管如此，这仍然是一项非常有意义的成果。因为生物学家对土豆细胞的成分了如指掌便可以对其进行逐步改进。

土豆细胞就像是莱特兄弟建造的人类史上第一架飞机，它虽然效率低下、功能不全，但无疑是生物学家向着人造生命细胞这个目标迈出的第一步——哪怕未来还有很长的路要走。

——苦山编译自Science