生物细胞（褐色）位于人造细胞（绿色）内部的效果图。

图像来源：Imperial College London

研究人员首次将活体细胞与非活体细胞结合在一起，使它们能够共同工作。这为诸多新应用的开发铺平了道路。

该系统由英国帝国理工学院的团队开发，它将生物细胞封装到人造细胞内部。通过这种方法，研究人员能够利用生物细胞的天然能力来处理化学物质，同时保护其免受环境影响。

该系统能够用于很多应用，比如利用光合作用的细胞“电池”，在身体内药物合成，以及能够抵抗恶劣环境的生物传感器等。

过去的人造细胞需要借助部分生物细胞的“机器”，比如支持化学反应的酶，并将其封装入人工衣壳。这项3月14日发表在《Scientific Reports》上的研究则更近一步，它将整个细胞封装到了人造衣壳内。

这些人造细胞含有与生物细胞协同工作以产生新化学物质的酶。在验证实验中，研究人员让细胞生产的是一种荧光化合物，以确认该系统的功能与预期一致。

帝国理工学院化学系的Oscar Ces教授是该研究的负责人，他说：“生物细胞能够完成非常复杂的功能，但是却很难控制它。人造细胞相对比较容易编程，但是我们无法让它实现如此复杂的功能。”

“我们的新系统将融合整个生物细胞和人造细胞，从而弥补了这两种方法的不足，让这二者协同工作产生我们需要的物质。这是我们对人造细胞设计的一种思维方式范式转变，有助于开拓和加速它们在医疗和其他领域的应用。”

研究人员利用微流体技术开发了该系统：引导液体通过微小通道。他们使用无法混合的水和油生成特定大小的含有生物细胞和酶液滴，然后，将人造涂层应用于液滴以提供保护，从而创建人造细胞环境。

他们在高铜溶液中测试这些人造细胞，这对生物细胞通常是高毒性的，但研究团队仍然能够在大部分人造细胞中检测到荧光物质，这意味着生物细胞仍然活着，并且运转正常。这种能力在人体内将非常有用，因为人造细胞外壳能够防止外来的生物细胞被自身免疫系统攻击。

图像来源：《Scientific Reports》

英国工程和自然科学研究委员会的研究员Yuval Elani博士是该研究的第一作者，他说：“我们设计的这个系统是可控和可定制的。我们能够以可重复的方式制造不同尺寸的人造细胞，而且具备添加所有种类细胞机制的潜力，比如执行光合作用的叶绿体，或者能够作为传感器的工程微生物。”

为了改善这些人造细胞的功能，接下来的工作是要对人造涂层进行改善，使其更像生物细胞膜，同时具有特殊功能。

比如，如果使细胞膜只有在响应特定信号的时候才打开，将细胞内产生的化学物质释放出来，它就可以将药物递送到身体的指定位置。该技术将非常有用，比如，在癌症治疗中，可以只将药物精准地递送到肿瘤处，从而减少副作用。

尽管像这样的系统距离实际应用可能还有一段路要走，但是该团队表示，这项研究是向着正确的方向迈出了非常有希望的一步。这是帝国理工学院和剑桥大学国王学院的FABRICELL人造细胞科学中心将活体细胞和非活体成分结合到一起的先例。