细胞分化终于可以“编程”了(图)

细胞分化终于可以“编程”了,这回总算能把自然界中那一套复杂生命系统的规则搬到实验室里了。光明日报今天带来消息,在深圳,党文婷和严圣禾报道了中国科学院深圳先进技术研究院定量合成生物学全国重点实验室、合成生物学研究所钟超研究员团队的一项最新研究成果。3月24日这天,研究人员联合国外同行一起搞了个大动作,他们搭建了一个“生物程序员”,能让单一祖细胞按照预设好的规矩,自主生成好几种不同功能的子细胞。这个装置最大的能耐在于,能定量地去调控那些细胞的分化比例和顺序。过去这事儿可难办了,细胞类型一多系统就乱套,没法精准控制子代的比例。为了解决这个大难题,研究团队干脆给细胞装上了一套“指示牌”,当诱导信号出现时,细胞就像有了路标一样沿不同路径分叉分化。实验结果非常喜人,无论是在细菌、酵母还是哺乳动物细胞里都管用,而且那两类子代的比例不是瞎来的,是有规律可循的定量关系。 为了把精准度再往上提一提,团队对这套装置死磕到底,最后终于把控制范围给拓宽了。他们就像调了个“细胞调色盘”,想让子代占比多少就能调出来多少,从低到高几乎可以做到0.1%到99.9%的全覆盖。光有硬件还不行,他们还顺手建了个数学模型。只要把“开关”结构设计好了,模型就能预测最终的细胞比例是多少。这意味着细胞分化不再是瞎蒙的,而是变成了可以设计、能预测的事儿。 研究团队把之前弄出来的一系列技术整合起来,做成了一个可编程的细胞分化平台。在这上面不光能决定分化的结果,还能搞明白细胞之间该怎么分工合作。换句话说就是,这平台不仅能让细胞分出来,还能指挥它们一起干活儿。“咱们现在不仅要解决‘怎么分’的问题,”论文通讯作者钟超说,“更关心‘分完了能干啥’。”通过设定规则把这些分化好的细胞拼在一起,就能形成带有一定空间结构的群体。这就意味着细胞不再是单打独斗了,开始有了构建复杂系统的潜力。 以后要是把这种技术用在组织工程和再生医学上,前景简直不要太广阔。“我希望这些‘智能细胞’能长成能干活的‘活体材料’。”钟超展望道,“比如能自己修复的生物皮肤、能按需造药的微型类器官,或者是用来移植的人工组织雏形,都是很值得期待的应用方向。”团队表示接下来会继续打磨平台的稳定性、精度和扩展性,还要给它加上细胞之间“聊天”、自反馈调控和环境响应的模块。这些改进做好了以后,它就能更好地服务于工程活体材料、类器官构建、组织工程和智能治疗系统的验证了。 咱们再来看看这份报纸吧,《光明日报》(2026年03月25日 08版),消息来源就是光明网-《光明日报》。