科学家:实验室生物体竟处超越生死之态

在过去的几年里,科学家们一再证明,各种生物体的细胞可以被重新利用,成为生物机器人,这代表着合成生物学领域令人惊叹的进步。

有些类型,比如拟人机器人,使用人类细胞,可以自我组装成小的、毛茸茸的结构,能够自行移动。其他的,比如异种生物机器人,则有点怪异:科学家们用已经死亡的青蛙的细胞创造了这些,它们似乎通过仍然能够执行简单的任务甚至自我复制来逃避死亡。

如今,在新发表于《生理学》杂志的一篇综述中,研究人员正在思考从生物体(无论是死的还是活的)获取细胞,并将它们基本上变成具有全新功能的机器的影响。也就是说,这意味着一种生物学上的“第三种状态”——一种无法恰好归入生死类别的状态。

“第三种状态对科学家通常理解细胞行为的方式构成了挑战,”该综述的共同作者、生物学家彼得·诺布尔(Peter Noble)和亚历克斯·波日特科夫(Alex Pozhitkov)在为《对话》撰写的一篇文章中如此写道。

研究人员写道,正是生物机器人开发出了新功能这一事实,真正让它们显得与众不同,因为“生物以非预先确定的方式发生变化的情形很少见”。虽然其他的转变,比如毛毛虫变成蝴蝶,是彻底的,但它们仍然是预先确定的生物路径的一部分。癌细胞也被排除在外,因为它们也没有表现出新的功能。

但下面说说生物机器人的不同之处。

比如说,虽然上述的人造机器人是从人类肺细胞提取的,可它们不知怎么就能修复放在培养皿附近的受损神经元细胞,它们能够凭借被称作纤毛的那种扭动的毛发状凸起自己移动到那里。这些人造机器人不是经过工程设计或者编程来做这个的——它们就是自己完成的。

据研究人员讲,异种机器人也具备了基于纤毛的移动能力,这挺新颖的,因为在它们来源的青蛙细胞里,纤毛是用来移动黏液的——而不是移动细胞本身。异种机器人还能在不长大的情况下自我复制,或者从本质上说就是自我修复。

“总的来说,这些发现证明了细胞系统具有固有的可塑性,”诺布尔和波日特科夫写道。“对细胞和生物体只能以预定方式进化这一观点提出了挑战,”“第三种状态显示,生物体的死亡可能在生命随时间的转变过程中发挥重要作用。”

这两种类型的生物机器人的寿命均不超过 60 天,并且在死亡后能安全地进行生物降解。但研究人员表示,目前还不清楚这些重新利用的细胞在其所属生物体死亡后怎么能够存活这么长时间。我们也不清楚它们在死后发展新功能的能力大小。

这一切听起来都十分阴森恐怖,但通过探索这些问题所可能开启的医疗和治疗方面的可能性或许会带来颠覆性的改变。由人类患者自身细胞所创建的人造生物可以被编程来修复受损细胞,输送药品,以及清除癌性肿物。