明尼苏达大学团队发布 SpudCell：合成细胞首次完成生长、分裂与 DNA 遗传闭环
据 IT之家 7 月 4 日消息，当地时间 7 月 1 日，美国明尼苏达大学宣布，由副教授 Kate Adamala 与 Aaron Engelhart 领导的研究团队开发出一套名为 SpudCell 的合成细胞系统。来源显示，这是目前全球首个完全由非生命化学组分构建、并能完成生长、摄取营养、复制遗传物质、细胞分裂以及将 DNA 传递给下一代等完整生命周期行为的合成细胞。对于关注生物工程、自动化实验平台与未来制造技术的科技产业而言，这项进展的意义不只在“造出类生命系统”，也在于它展示了用工程方法重组生命过程的可能性。
从“简化生命”到“从零组装”：SpudCell 的关键不同
过去，科学家研究最小生命系统时，常采用“自上而下”的路线：从天然细胞出发，逐步删减基因和结构，以寻找维持生命活动所需的最小集合。SpudCell 则采取相反路径，即“自下而上”构建：研究人员并非改造现有生物体，而是用非生命的化学成分组装出一套可运行的人工细胞体系。
根据来源摘要，SpudCell 由约 150 至 200 个分子组成，内部包含分布在 7 个独立 DNA 质粒上的基因组，总长度约为 90 kbp，并配有 36 种纯化酶和一层脂质膜。作为对比，人类基因组约为 300 万 kbp，而此前科学家曾推测，一个活细胞的最小基因组可能也需要 113 kbp。SpudCell 的出现，意味着研究人员在更小、更受控的化学系统中，复现了多项细胞级生命行为。
它如何“吃东西”、长大并分裂？
SpudCell 引发关注的核心，是它并不只是模拟单一细胞功能，而是把多个关键过程整合到同一体系中。来源显示，该系统可通过基因组编码的融合蛋白，与携带营养物质的小型“喂养脂质体”融合，从而实现类似“摄食”的过程，并推动自身生长。
更重要的是，研究团队在没有细胞骨架的情况下实现了分裂。自然细胞分裂通常依赖复杂的内部骨架结构，而 SpudCell 采用另一种工程化路径：利用聚集在膜表面的蛋白质产生机械应力，促使脂质膜发生分裂。这一点解决了人工细胞构建中的一个重要瓶颈，也让“合成细胞能否完成生命周期闭环”这一问题有了新的实验依据。
- 完整生命周期：可生长、获取营养、复制遗传物质、分裂并传递 DNA。
- 极简构成：约 90 kbp 基因组、36 种纯化酶及脂质膜构成核心系统。
- 非天然来源：由非生命化学组分装配，而不是从现有细胞删减而来。
- 具备选择迹象：突变版本在连续培养中显示出生长和繁殖优势。
影响与解读：合成生物学正在靠近“可编程制造平台”
研究团队还测试了 SpudCell 是否具有可进化性。他们引入一种能够增加融合蛋白产量的基因突变，结果显示突变后的 SpudCell 生长更快、产生更多子代。经过连续五代培养后，这类细胞数量明显超过原始群体；在营养受限环境下，这种优势进一步扩大。来源称，这是首次在完全合成的化学系统中证明选择与竞争的存在。
从科技产业角度看，SpudCell 的价值不止是基础生命科学突破。若未来稳定性、可复制性和工程化标准继续提升，这类系统可能成为可编程生物工程平台，用于药物制造、新材料、工业化学品和燃料等场景。与传统化工流程相比，合成细胞平台的潜在优势在于可以把分子转化过程“写入”可设计系统中，使复杂反应在温和条件下完成。
这与当前 AI 驱动的自动化实验、蛋白质设计、分子模拟等方向存在明显交集。未来，AI 模型可能用于设计更稳定的基因线路、预测膜分裂机制、筛选酶组合，并与机器人实验平台结合，加速合成细胞的迭代。因此，SpudCell 不只是生物学新闻，也可能成为 AI+生物制造赛道的重要技术参照。
仍非真正活细胞，距离应用还有关键挑战
尽管成果重要，研究团队也强调，SpudCell 并不是“完成品”，更不能简单等同于真正的活细胞。Adamala 教授表示，其代谢仍非常原始，目前还不能自行构建核糖体；而核糖体是蛋白质合成的核心机器，因此团队仍需要持续提供携带核糖体的脂质体来维持系统功能。
此外，来源显示，在约五代分裂后，只有约 30% 的子代细胞携带完整基因组。这说明基因组稳定性、遗传传递效率和内部机制仍需改进。为推动该领域发展，Kate Adamala 与合作伙伴还发起成立名为 Biotic 的公益研究机构，希望建立开放共享的技术标准和基础设施，促进全球团队协作。总体来看，SpudCell 已经证明生命核心过程可以被化学工程方式重现，但要走向可控、可规模化、可产业化的合成细胞平台，仍需跨越稳定性、标准化和安全治理等多重门槛。