Small:基于“软体系”模拟细胞的运动行为和通讯行为

细胞是生物体基本的结构和功能单位。为了深层次地理解细胞的结构、功能,甚至是细胞的进化过程,构建具有相似结构的人工细胞来模拟和研究细胞的结构、功能和行为成为了国内外科学家们的研究重点。该领域的深入发展不但能够提升人们对细胞的认识而为生命的可能起源提供新的理解,还可以为生物器官模拟、蛋白质、RNA及药物分子的体内输送或生物体内能源存储等方面的研究提供新的平台。

基于此,哈尔滨工业大学黄鑫教授课题组,荷兰埃因霍温大学Van Hest课题组和西班牙巴塞罗那生物工程研究所Samuel Sanchez课题组应邀联合在国际知名杂志Small发表综述性论文。首先,该文章总结了过去几年中使用”软体系”模拟细胞功能和行为的代表性工作,其中主要包括蛋白质囊泡(Proteinosome)、磷脂囊泡(Liposome)、聚合物囊泡(Polymersome)和水相凝聚体(Coacervate)等“软体系”。其次,本文遵循细胞进化的主要过程对该领域的最新进展进行了总结和评论,包括细胞基本的区室化、细胞内的能量产生,发展到细胞的运动行为、交流行为等典型功能和行为的模拟工作。最后,本文讨论了该领域当前技术层面的挑战和未来的发展趋势,期待能够尽早实现利用人工细胞来完成真实细胞所有的功能和行为。相关论文在线发表在Small (DOI:10.1002/smll.201907680)上。