科学家们首次将复杂的生物学过程转化为活体哺乳动物细胞中的设计细胞器。Lemke集团在欧洲分子生物学实验室(EMBL)的研究 - 与JGU Mainz和IMB Mainz合作 - 利用这种技术创造了一种无膜细胞器，可以从天然和合成氨基酸中构建具有新功能的蛋白质。他们的结果 - 发表在“科学”杂志上 - 让科学家能够更详细地研究，定制和控制细胞功能。

在进化过程中，由于能够将细胞过程分类为特定的热点，新细胞器的开发使细胞和生物体变得更加复杂。“我们的工具可以用于工程翻译，但也可能用于其他细胞过程，如转录和翻译后修饰。这甚至可以让我们设计新类型的细胞器，扩展自然复杂生命系统的功能库，”Christopher Reinkemeier解释道。 ，EMBL和JGU Mainz的博士生，也是该论文的共同第一作者。“例如，我们可以采用荧光构建模块，使用成像方法可以在细胞内部进行一瞥。”

“细胞器可以通过使用合成的非经典氨基酸来制造蛋白质。目前我们知道超过300种不同的非经典氨基酸 - 相比之下20种是天然存在的。我们不再局限于后者，”co说。 - 第一作者Gemma Estrada Girona。“我们引入的新颖性是能够在狭窄的空间中使用它们，细胞器，最大限度地减少对宿主的影响。”

摇摇欲坠的无壁细胞器

翻译是一个如此复杂的过程，它不能包含在一个被膜包围的单个细胞器中。因此，灵感来自相分离：负责在体内形成无膜细胞器的过程，例如核仁或应力颗粒。细胞使用相分离来局部浓缩特定蛋白质和RNA。即使这些无壁细胞器具有摇摆的边界，因为它们与周围的细胞质动态相互作用，它们仍然可以完成非常精确的任务。该团队将相分离与细胞靶向相结合，以创建无膜细胞器，并确保每个细胞仅形成一个细胞器。

最后，只需要将五个新组件设计到一个单元中即可构建它。这些组件的组装会产生大的结构，这可能会给单元带来一些负担。在未来，该小组的目标是设计最小的设计师细胞器，以尽量减少对健康生物的生理学影响。

Edward Lemke是EMBL的访问团队负责人，JGU Mainz的教授和IMB的兼职总监领导了该项目。他的结论是：“最后，我们的目标是开发一种技术来设计合成的细胞器和蛋白质，它们根本不会影响宿主机器。我们想要创造一种没有任何无特征效果的工具。细胞器应该是一个简单的附加组件，允许有机体以受控的方式进行定制设计的新颖事物。“