自然界里，各种复杂的生命系统之所以能形成，全靠细胞不断分化并各司其职。最近，中国科学院深圳先进技术研究院的研究人员搞出了个新东西，他们把重组酶当成了工具，打造了一套能让细胞自己分化、比例又能精确控制的系统。这东西就像个“细胞程序员”，只要事先定好规矩，原来的祖细胞就能自主变出各种不同的后代，甚至连这些后代是啥比例、按啥顺序出现都能管着。 以前虽然大家也能动手调整一下细胞行为，可一旦要处理的细胞类型变多，系统就变得太复杂了，而且也很难精确把控每种后代的比例。怎么才能让细胞不光会变，还能按指定比例去变呢？为了搞定这道难题，研究团队专门弄了一套能指导细胞选择路线的装置。这就好比给细胞们安上了指示牌，一旦感应到信号，它们就会顺着不同的路走下去，最后变成两种命运截然不同的后代。 实验结果显示，这套装置在细菌、酵母还有哺乳动物细胞里都管用，而且生成的两类后代比例也不是瞎蒙的，而是有着稳定的数学关系。为了把精度再提上去，团队还对它进行了升级优化。这下好了，子细胞的比例调控范围能覆盖到大约0.1%到99.9%，就像个调色盘似的，想要多少比例的细胞就能调出多少来。 除了动手改造装置，他们还建了个数学模型。只要把设计好的“开关”结构输进去，就能大概算出最后会有多少比例的细胞出来。这就意味着以后调控细胞分化再也不用瞎试了，直接就能“按图索骥”地设计和预测结果，这也是定量合成生物学最看重的本事。 有了前面的基础，团队又接着搞出了一个更厉害的平台。利用这个平台不光能决定细胞变什么样，还能设计它们的比例关系和怎么干活儿。他们先做了个“菌群调色板”，让祖细胞分成两类分别生产不同颜色的色素。通过调节比例的高低，整个菌群就能从深紫一直变到亮橙。后来他们又把这个技术用在了分解纤维素上。他们让不同的子代细胞去承担不同的任务，这样既保证了整体效率，又减轻了单个细胞的负担。 这个平台不光能让细胞分家出来干活儿，还能让它们分工合作。这事儿展示了定量合成生物学在设计复杂细胞群体方面的潜力。以前大家觉得很难的“细胞分化比例”，这次研究人员把它变成了可以计算、可以预测的东西。这种新方法有望给活体材料、类器官制造还有智能生物制造提供新的路子。责任编辑：宋同舟