由生物科学学院副教授Kate Adamala和Aaron Engelhart领导的团队，从零开始，逐个化学部件地构建了SpudCell。这使其区别于早期工作，例如J. Craig Venter研究所2016年创造的“最小细胞”——后者是将合成基因组移植到已有的天然细胞中，而非从零组装。

这并非真正意义上“创造生命”，但它是由非生命材料构建出的、迄今为止最接近生命功能的模拟体。以下是该团队的具体成就、工作原理、当前局限，以及新成立的非营利组织Biotic对该领域的意义。

关键参数：SpudCell由什么构成

SpudCell比任何天然细胞都简单得多。一个典型的大肠杆菌含有数百万甚至数十亿个分子；而SpudCell总共只包含150到200个分子。其基因组由七个设计好的DNA环组成，编码了生长和繁殖的指令。（同一团队更早的预印本工作描述了一个超过200 kb、包含150多个基因的部分合成基因组。）

SpudCell依赖于PURE系统（重组元件蛋白质合成系统）——一种最小化、重组构建的体外转录-翻译机器。它没有自身的代谢系统，完全依赖这种定制分子环境来执行其遗传程序。

如何进食

细胞膜上嵌入了基于细菌蛋白α-溶血素的跨膜孔道，允许核苷酸和小分子营养物质流入细胞。通过添加化学诱导剂可以打开或关闭这些孔道，从而实现可控喂食。

如何分裂

分裂过程通过将膜定位的FtsZ蛋白（细菌微管蛋白类似物）招募到脂质双层上来驱动。当足够的FtsZ聚集时，它会形成一个收缩环，向内夹紧膜，直到细胞一分为二。该系统利用光敏感或化学诱导的蛋白质锚来控制FtsZ何时何地组装，从而实现了对分裂时机的外部控制。

主要局限：尚未真正“活着”

尽管取得了突破，SpudCell距离一个自给自足的活生物体还有很长的路要走。研究人员坦承其缺点：

• 分裂效率低下： 分裂过程被描述为“笨拙”。只有一部分SpudCell能成功完成分裂；许多细胞中途停止收缩或直接裂解。
• 基因组保留率低： 子细胞常常继承不完整甚至没有基因组拷贝。团队估计每次分裂的基因组保留率远低于50%，这意味着许多“后代”无法继续循环。
• 核糖体降解： PURE系统的核糖体会在细胞周期中降解。经过3-4代后，蛋白质合成就会停止，细胞系随之崩溃。这限制了SpudCell的系谱大约只有5代（约2-3天），之后就需要更换。
• 缺乏达尔文式进化： SpudCell执行程序化的复制，但无法自主突变、竞争或进化。每一个周期都是对外部提供程序的确定性执行，不是开放式的进化。

正如Adamala对CNN所说，SpudCell是“一个非常脆弱的有机体，主要存在意义就是消耗，偶尔产生一个女儿细胞”。

同行评审状态

该研究目前正在科学期刊审稿中，尚未完成同行评审。研究团队在网上发布了一份190页的预印本报告。《纽约时报》援引研究人员的话证实，论文正在审稿中。具体投稿期刊尚未披露。

Biotic：合成细胞的开源未来

与SpudCell发布的同时，研究人员还宣布了Biotic（BIOTIC）——一个由Kate Adamala和斯坦福大学合成生物学家Drew Endy共同创立的美国501(c)(3)公益性慈善组织。

Biotic的使命是在多边、开源的基础上推进新兴生物技术的发展。明尼苏达大学持有SpudCell的专利，但已将其独家授权给Biotic，该组织的结构旨在确保这项基础技术对全球研究人员免费开放——类似于人类基因组计划的运作方式。Drew Endy的加州理工学院传记证实，他“最近共同创立了BIOTIC，作为一个在多边基础上推进新兴生物技术的新慈善机构”。

为何重要

SpudCell代表着向从零构建活细胞这一长期目标迈出的重大一步。它为研究生命的基本需求提供了一个最小平台，并可能最终促成在医学、生物制造和化学生产中的应用。正如Adamala对《明星论坛报》所说，其动机是“将经济转向生物经济”，无需使用石油化工产品即可制造化学品。

但就目前而言，SpudCell是一个原理验证——一个脆弱、短命的分子集合体，比以往任何人造物都更接近生命，但根据任何标准定义，它都还不算活着。

由生物科学学院副教授Kate Adamala和Aaron Engelhart领导的团队，从零开始，逐个化学部件地构建了SpudCell。这使其区别于早期工作，例如J. Craig Venter研究所2016年创造的“最小细胞”——后者是将合成基因组移植到已有的天然细胞中，而非从零组装。

这并非真正意义上“创造生命”，但它是由非生命材料构建出的、迄今为止最接近生命功能的模拟体。以下是该团队的具体成就、工作原理、当前局限，以及新成立的非营利组织Biotic对该领域的意义。

关键参数：SpudCell由什么构成

SpudCell比任何天然细胞都简单得多。一个典型的大肠杆菌含有数百万甚至数十亿个分子；而SpudCell总共只包含150到200个分子。其基因组由七个设计好的DNA环组成，编码了生长和繁殖的指令。（同一团队更早的预印本工作描述了一个超过200 kb、包含150多个基因的部分合成基因组。）

SpudCell依赖于PURE系统（重组元件蛋白质合成系统）——一种最小化、重组构建的体外转录-翻译机器。它没有自身的代谢系统，完全依赖这种定制分子环境来执行其遗传程序。

如何进食

细胞膜上嵌入了基于细菌蛋白α-溶血素的跨膜孔道，允许核苷酸和小分子营养物质流入细胞。通过添加化学诱导剂可以打开或关闭这些孔道，从而实现可控喂食。

如何分裂

分裂过程通过将膜定位的FtsZ蛋白（细菌微管蛋白类似物）招募到脂质双层上来驱动。当足够的FtsZ聚集时，它会形成一个收缩环，向内夹紧膜，直到细胞一分为二。该系统利用光敏感或化学诱导的蛋白质锚来控制FtsZ何时何地组装，从而实现了对分裂时机的外部控制。

主要局限：尚未真正“活着”

尽管取得了突破，SpudCell距离一个自给自足的活生物体还有很长的路要走。研究人员坦承其缺点：

• 分裂效率低下： 分裂过程被描述为“笨拙”。只有一部分SpudCell能成功完成分裂；许多细胞中途停止收缩或直接裂解。
• 基因组保留率低： 子细胞常常继承不完整甚至没有基因组拷贝。团队估计每次分裂的基因组保留率远低于50%，这意味着许多“后代”无法继续循环。
• 核糖体降解： PURE系统的核糖体会在细胞周期中降解。经过3-4代后，蛋白质合成就会停止，细胞系随之崩溃。这限制了SpudCell的系谱大约只有5代（约2-3天），之后就需要更换。
• 缺乏达尔文式进化： SpudCell执行程序化的复制，但无法自主突变、竞争或进化。每一个周期都是对外部提供程序的确定性执行，不是开放式的进化。

正如Adamala对CNN所说，SpudCell是“一个非常脆弱的有机体，主要存在意义就是消耗，偶尔产生一个女儿细胞”。

同行评审状态

该研究目前正在科学期刊审稿中，尚未完成同行评审。研究团队在网上发布了一份190页的预印本报告。《纽约时报》援引研究人员的话证实，论文正在审稿中。具体投稿期刊尚未披露。

Biotic：合成细胞的开源未来

与SpudCell发布的同时，研究人员还宣布了Biotic（BIOTIC）——一个由Kate Adamala和斯坦福大学合成生物学家Drew Endy共同创立的美国501(c)(3)公益性慈善组织。

Biotic的使命是在多边、开源的基础上推进新兴生物技术的发展。明尼苏达大学持有SpudCell的专利，但已将其独家授权给Biotic，该组织的结构旨在确保这项基础技术对全球研究人员免费开放——类似于人类基因组计划的运作方式。Drew Endy的加州理工学院传记证实，他“最近共同创立了BIOTIC，作为一个在多边基础上推进新兴生物技术的新慈善机构”。

为何重要

SpudCell代表着向从零构建活细胞这一长期目标迈出的重大一步。它为研究生命的基本需求提供了一个最小平台，并可能最终促成在医学、生物制造和化学生产中的应用。正如Adamala对《明星论坛报》所说，其动机是“将经济转向生物经济”，无需使用石油化工产品即可制造化学品。

但就目前而言，SpudCell是一个原理验证——一个脆弱、短命的分子集合体，比以往任何人造物都更接近生命，但根据任何标准定义，它都还不算活着。