非生物磷脂代谢网络驱动人工细胞膜动态可塑性的研究

为攻克合成膜系统难以调控脂质组成与形态的难题，研究人员通过构建非生物磷脂代谢网络，利用化学偶联剂原位合成瞬态稳定的非经典磷脂（non-canonical phospholipids），成功实现人工细胞膜的自发组装与动态维持。该研究揭示了代谢循环可驱动脂质自选择（self-selection）和可逆相变（phase transitions），为功能性合成细胞器的设计提供了新范式。

　　

生命体细胞膜的可塑性依赖于以细胞能量为驱动的复杂代谢网络。这些代谢过程直接调控脂质组成和形态可塑性等膜特性——这些特性对细胞功能至关重要。尽管人工模拟天然膜的系统已取得显著进展，但实现能维持代谢循环的合成膜仍具挑战性。

最新研究展示了一种非生物磷脂代谢网络，它能生成并维持动态人工细胞膜。化学偶联剂驱动瞬态稳定的非经典磷脂（non-canonical phospholipids）原位合成，从而促进磷脂膜的形成与稳态。研究发现，磷脂代谢循环可引发脂质自选择（self-selection）现象，促使特定脂质物种富集。更引人注目的是，调控脂质代谢能诱导可逆的膜相变（phase transitions），推动不同人工膜群体间的脂质混合。

这项研究证明，简单的脂质代谢网络即可赋予人工膜动态行为，不仅为理解原始细胞膜进化提供线索，更为工程化功能性合成区室（synthetic compartments）开辟了新途径。