作为生命组成基本单元，如何构建人造细胞一直是“生命起源”的研究中的一个核心科学命题。人造细胞是细胞的简化模型，是通过自下而上的方式将功能性分子、元件、模块重建为一个具有完整生命力的最小单位，并能够在一个相对封闭的微室内完成自维持、自复制、自适应，以及能量的产生、传递和耗散，从而利用无生命的物质来重塑生命。尽管这一领域已经取得了重大进展，但即使是最高度集成的人造细胞也与真实细胞相差甚远。
近期，浙江大学生物医学工程与仪器科学学院田良飞研究员在Trends in Chemistry上发表了一篇关于构建可自我维持的人造细胞策略的综述论文。田良飞研究员基于长期研究探索，在该篇综述论文提出一个最新观点：可通过将非平衡态下的生物化学反应嵌入人造细胞系统中，实现其在非平衡态下进行代谢反应。
对于如何构建可自我维持，具有自适应能力的人造细胞系统，作者先后从能量供给模块的嵌入、复杂反应网络的构建、稳态模块的构建三方面，总结了近期的成果进展。此外，作者还对非平衡态下人造细胞的不同行为进行了综述，例如功能性隔室的构建及相互作用、人造细胞间的群体行为、浓度梯度诱导的人造细胞阵列、人造细胞的震荡运动等。尽管现有的人造细胞系统已具有真实细胞的部分功能，但是仍存在功能单一、反应网络简单的问题。提高人造细胞中可重构的功能模块的复杂性、嵌入具有正负反馈循环的反应网络，构建具有自我维持、自适应特性的功能化人造细胞系统是未来该领域的重要发展方向。
论文第一作者为田良飞课题组的博士后王雪靖，通讯作者为田良飞研究员，论文第一单位为浙江大学。
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2589597422002465
