科學家:實驗室生物體竟處超越生死之態

在過去的幾年裡,科學家們一再證明,各種生物體的細胞可以被重新利用,成爲生物機器人,這代表着合成生物學領域令人驚歎的進步。

有些類型,比如擬人機器人,使用人類細胞,可以自我組裝成小的、毛茸茸的結構,能夠自行移動。其他的,比如異種生物機器人,則有點怪異:科學家們用已經死亡的青蛙的細胞創造了這些,它們似乎通過仍然能夠執行簡單的任務甚至自我複製來逃避死亡。

如今,在新發表於《生理學》雜誌的一篇綜述中,研究人員正在思考從生物體(無論是死的還是活的)獲取細胞,並將它們基本上變成具有全新功能的機器的影響。也就是說,這意味着一種生物學上的“第三種狀態”——一種無法恰好歸入生死類別的狀態。

“第三種狀態對科學家通常理解細胞行爲的方式構成了挑戰,”該綜述的共同作者、生物學家彼得·諾布爾(Peter Noble)和亞歷克斯·波日特科夫(Alex Pozhitkov)在爲《對話》撰寫的一篇文章中如此寫道。

研究人員寫道,正是生物機器人開發出了新功能這一事實,真正讓它們顯得與衆不同,因爲“生物以非預先確定的方式發生變化的情形很少見”。雖然其他的轉變,比如毛毛蟲變成蝴蝶,是徹底的,但它們仍然是預先確定的生物路徑的一部分。癌細胞也被排除在外,因爲它們也沒有表現出新的功能。

但下面說說生物機器人的不同之處。

比如說,雖然上述的人造機器人是從人類肺細胞提取的,可它們不知怎麼就能修復放在培養皿附近的受損神經元細胞,它們能夠憑藉被稱作纖毛的那種扭動的毛髮狀凸起自己移動到那裡。這些人造機器人不是經過工程設計或者編程來做這個的——它們就是自己完成的。

據研究人員講,異種機器人也具備了基於纖毛的移動能力,這挺新穎的,因爲在它們來源的青蛙細胞裡,纖毛是用來移動黏液的——而不是移動細胞本身。異種機器人還能在不長大的情況下自我複製,或者從本質上說就是自我修復。

“總的來說,這些發現證明了細胞系統具有固有的可塑性,”諾布爾和波日特科夫寫道。“對細胞和生物體只能以預定方式進化這一觀點提出了挑戰,”“第三種狀態顯示,生物體的死亡可能在生命隨時間的轉變過程中發揮重要作用。”

這兩種類型的生物機器人的壽命均不超過 60 天,並且在死亡後能安全地進行生物降解。但研究人員表示,目前還不清楚這些重新利用的細胞在其所屬生物體死亡後怎麼能夠存活這麼長時間。我們也不清楚它們在死後發展新功能的能力大小。

這一切聽起來都十分陰森恐怖,但通過探索這些問題所可能開啓的醫療和治療方面的可能性或許會帶來顛覆性的改變。由人類患者自身細胞所創建的人造生物可以被編程來修復受損細胞,輸送藥品,以及清除癌性腫物。