合成细胞新突破：用化学分子拼出能生长、复制和繁殖的人工生命模型

细胞是生命的基本单位。但如果把一个细胞的所有成分拆开，用纯化学材料重新拼一个，它还能像真正的生命一样生长、复制、繁殖吗？这个问题困扰了生命科学几十年。2026年7月发表在bioRxiv上的一项预印本研究给出了迄今最接近"是"的答案。

拼一个细胞需要什么

研究团队构建了一个拥有约9万碱基（90kb）基因组的"极简人工细胞"。这个基因组包含了维持生命最基本功能所需的基因：DNA复制、基因表达（转录和翻译）、资源摄取、生长和分裂。整个系统被装进脂质小囊泡中，模拟天然细胞膜的结构。

这个人工细胞能完成一个完整的细胞周期。首先，它通过基因表达系统将DNA指令转化为蛋白质。然后，它复制自身的DNA，使遗传信息翻倍。接着，它与外部的"饲料囊泡"融合，获取脂质和营养物质，让自己的膜不断长大。最后，在特定条件下，它完成分裂，形成新的子代。

人工细胞也会"自然选择"

这项研究最引人注目的发现来自一个实验设计。研究者人为增强了一段与"进食能力"相关的基因表达，相当于让一部分人工细胞"胃口更好"。结果，在连续5代实验中，这些"吃得多"的细胞逐渐占据优势，比例从初始的一半上升至超过一半。

这体现了一种类似达尔文自然选择的过程：获取资源能力更强的细胞，繁殖得也更多。这是首次在一个完全化学定义的人工体系中观察到选择压力驱动的种群动态变化。

核心突破在于：这项工作首次将"生长、DNA复制、资源获取、分裂、选择"这几个生命关键环节在一个人工化学体系中串联成完整循环。此前的研究通常只能实现其中一两个环节。

它还不是真正的生命

需要谨慎的是，这些人工细胞距离真正的独立生命还有相当远的距离。三个关键限制：

第一，它们高度依赖外部"投喂"。细胞的生长和分裂所需的脂质、核苷酸、氨基酸等原料都需要研究者从外部供给，系统自身没有完整的代谢途径来合成这些物质。

第二，它们不能自主产生突变。实验中的"选择"是研究者人为设计的基因表达差异造成的，不是DNA复制错误或环境辐射导致的随机突变。没有随机突变，就没有真正意义上的达尔文进化。

第三，它们的分裂机制还不完善。虽然研究展示了分裂行为，但这一过程的可控性和子代的完整性仍需进一步验证。

为什么这很重要

这项研究最大的价值在于提供了一个前所未有的实验平台。过去研究生命起源，科学家只能依赖化石、比较基因组学或理论模型。现在，可以在实验室里用已知成分搭建一个可以操作和观察的"生命模型"，逐步测试"生命从化学中产生"需要哪些条件。

论文作者包括明尼苏达大学的Katarzyna P Adamala和Aaron E Engelhart，他们长期从事合成细胞研究。论文中提到，这个系统"足以支持合成细胞工程工作流程的常规化"，并将在生物技术的多个应用中发挥作用。

从基础科学角度看，它回答了一个关于生命的根本问题：生命的核心功能不需要神秘力量，不需要"生命力"，用已知的化学分子就能拼出来。剩下的问题是：还需要多少组件，才能让这个模型从"能模拟生命行为"跨越到"真正活着"。

来源：bioRxiv, DOI: 10.64898/2026.07.01.735724