合成生物学家将非生命分子在膜内组装，首次实现生长、DNA复制和分裂的完整细胞周期。
40亿年前，一堆没有生命的分子聚集成了最早的原始细胞, 它们进食、生长、分裂，一个纯化学的世界绽放为生物世界。科学家至今无法就这个"从非生命到生命"的转变如何发生达成共识，但有些人已开始转向在实验室自己动手尝试。
现在，明尼苏达大学合成生物学家Kate Adamala领导的团队做到了前人未能做到的：他们将非生命成分逐个装入类细胞膜囊中，然后目睹这袋分子开始表现得像生命, 生长、复制DNA、分裂，展示了一个细胞周期的基本功能。
这个细胞按任何标准都不算活着。它需要持续输送食物和核糖体(制造蛋白质所需的机器)，没有防御系统，也没有像样的废物处理机制。但它是迄今为止最强有力的证明，表明从非生命中产生生命是可能的, 这是合成生物学家几十年来一直在追求的圣杯。
Adamala的团队从一个细胞最基础的系统入手：复制DNA并传递给子细胞的机制。他们采用了其他实验室开创的DNA复制系统，并调整其与商业酶包协同工作。他们的微型合成基因组不编码任何代谢基因，所以团队准备了"补给包", 将糖、脂质、酶、转移RNA和核糖体装入另外的脂质体中。当补给脂质体撞到细胞时，膜会融合，释放内部物资。
最大的难关是细胞分裂。此前合成生物学家能让细胞生长、复制DNA，但分裂难住了所有人。Adamala果断放弃了细胞骨架。她受到一个机制的启发：通过在细胞膜上贴蛋白质标签，吸引其他蛋白质聚集并将膜物理弯曲，从而迫使细胞分裂。她调整了一种膜蛋白并在原始细胞中测试，经过数次尝试，终于成功了。
这些被学生戏称为"土豆细胞"的合成体，基因组比细菌小得多，在显微镜下不过是"一团斑点"。但它们展示了令人振奋的能力：研究人员通过调控DNA制造遗传变异后，发现长得更大的细胞产生了更多子细胞，并在种群中逐渐占据优势, 这是朝向演化的第一步。
当然，距离真正的自然选择还差一步。DNA复制酶精度太高，无法自发引入有意义的突变。团队需要找到一种出错率刚刚好的酶, 错误太多会崩溃，太少则无法演化。Adamala引用复杂性理论家Stuart Kauffman的话说，生物学在"混沌边缘"运作最好。
这个合成细胞离现代活细胞还很远。Adamala比喻道："现代细胞是波音787梦想客机，我们造了一架莱特飞行器, 第一个飞了100英尺的自行车架加机翼。"
尽管如此，Adamala与同行同时宣布成立非营利组织Biotic，将合成生物学工具向全球研究人员开放。这些合成细胞或许数十年后能用于制造无化石燃料塑料、肥料或药物，也可能帮助科学家探索生命起源的最深层问题。
原文：https://www.quantamagazine.org/for-the-first-time-a-cell-built-from-scratch-grows-and-divides-20260701/