根据最近发表在《先进科学》杂志上的一项研究，科学家们已将人工水凝胶支架植入细菌中，创造出半合成的“赛博格细胞”，这些细胞未来有一天可以在医学、环境清理和工业生产中充当微型机器人。
除了使细胞更坚韧外，这种支架还消除了它们繁殖的能力，因此它们比基因改造的活细菌更容易控制。 与结构相似的完全人造细胞相比，赛博格细胞也更容易制造。
加州大学戴维斯分校的合成生物学家和研究合著者陈志明说：“我们从没想过这会奏效。” “当您将凝胶基质引入细胞时，大多数时候您会认为您会杀死它们。” 但他的团队决定尝试一下。
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为了构建生物机器人，研究人员通常会破解活微生物的遗传密码，以使该生物适应预期的用途。 但是数十亿年的进化教会了微生物不要做危及自身的事情——这对于希望细胞产生有价值但有毒的化学物质或从事其他危险工作的合成生物学家来说是一个令人恼火的情况。
明尼苏达大学合成生物学家凯特·亚达马拉说：“它们并不愚蠢；它们不会做任何不利于它们更好分裂或更好生长的事情。”她没有参与这项新研究。“这有点像它们的商业模式”。
由于完全人造细胞不会繁殖或具有生存本能，因此它们比活细胞更容易控制。 但通常很难使它们足够复杂以胜任复杂的工作。 陈志明说：“就复杂性而言，它们根本无法与天然细胞相提并论。”
为了制造赛博格细胞，研究人员将活体大肠杆菌注入水凝胶，陈志明将水凝胶比作浓稠的湿分子面条。 这种强化使细胞更坚固，使它们能够在杀死普通大肠杆菌的毒性应激源中存活下来。 这种细胞介于人造细胞和天然细胞之间：它们不能分裂，但在其他方面具有正常的功能和新陈代谢。 该团队还表明，赛博格细胞可以编程遗传“回路”（允许细胞进行简单计算的基因组），并配备帮助它们侵入肿瘤细胞的基因。
科学家以前曾将水凝胶掺入完全人造细胞中。 但亚达马拉指出，水凝胶成分在活细胞内“超级难以控制”。 陈志明说，该小组基本上是偶然发现了合适的水凝胶——并花费了数月时间微调配方，以便细菌能够在其中生存。
陈志明和亚达马拉都认为，将其他细胞类型变成赛博格可能很有用； 例如，酵母是一种真菌，可以制造细菌无法制造的蛋白质。 目前，陈志明的团队正在研究对赛博格细菌进行编程，以输送疫苗并充当癌细胞的微型终结者。