根據最近發表在《先進科學》雜誌上的一項研究，科學家們已將人工水凝膠支架植入細菌中，創造出半合成的“賽博格細胞”，這些細胞未來有一天可以在醫學、環境清理和工業生產中充當微型機器人。
除了使細胞更堅韌外，這種支架還消除了它們繁殖的能力，因此它們比基因改造的活細菌更容易控制。 與結構相似的完全人造細胞相比，賽博格細胞也更容易製造。
加州大學戴維斯分校的合成生物學家和研究合著者陳志明說：“我們從沒想過這會奏效。” “當您將凝膠基質引入細胞時，大多數時候您會認為您會殺死它們。” 但他的團隊決定嘗試一下。
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為了構建生物機器人，研究人員通常會破解活微生物的遺傳密碼，以使該生物適應預期的用途。 但是數十億年的進化教會了微生物不要做危及自身的事情——這對於希望細胞產生有價值但有毒的化學物質或從事其他危險工作的合成生物學家來說是一個令人惱火的情況。
明尼蘇達大學合成生物學家凱特·亞達馬拉說：“它們並不愚蠢；它們不會做任何不利於它們更好分裂或更好生長的事情。”她沒有參與這項新研究。“這有點像它們的商業模式”。
由於完全人造細胞不會繁殖或具有生存本能，因此它們比活細胞更容易控制。 但通常很難使它們足夠複雜以勝任複雜的工作。 陳志明說：“就複雜性而言，它們根本無法與天然細胞相提並論。”
為了製造賽博格細胞，研究人員將活體大腸桿菌注入水凝膠，陳志明將水凝膠比作濃稠的溼分子麵條。 這種強化使細胞更堅固，使它們能夠在殺死普通大腸桿菌的毒性應激源中存活下來。 這種細胞介於人造細胞和天然細胞之間：它們不能分裂，但在其他方面具有正常的功能和新陳代謝。 該團隊還表明，賽博格細胞可以程式設計遺傳“迴路”（允許細胞進行簡單計算的基因組），並配備幫助它們侵入腫瘤細胞的基因。
科學家以前曾將水凝膠摻入完全人造細胞中。 但亞達馬拉指出，水凝膠成分在活細胞內“超級難以控制”。 陳志明說，該小組基本上是偶然發現了合適的水凝膠——並花費了數月時間微調配方，以便細菌能夠在其中生存。
陳志明和亞達馬拉都認為，將其他細胞型別變成賽博格可能很有用； 例如，酵母是一種真菌，可以製造細菌無法制造的蛋白質。 目前，陳志明的團隊正在研究對賽博格細菌進行程式設計，以輸送疫苗並充當癌細胞的微型終結者。