上海交大窦红静团队发表Angew. Chem. Int. Ed：让人工细胞像活细胞一样自发进行“细胞”内和“细胞”间组装

一、构建人工细胞“皮层”，实现内部凝聚体精准定位

研究团队在具有“膜—质”区室化结构的多糖基人工细胞内部构建了类似天然细胞皮层（cortex）的活跃界面。通过调控膜表面化学性质和腔内分子相互作用，实现了对凝聚体形貌、润湿行为和动态特性的精准控制。研究表明人工细胞膜不仅是包裹性结构，更可通过与内部生物分子的相互作用影响其内部“人工细胞器”的空间结构（图1）。

二、外源 DNA 驱动人工细胞内部结构重编程

进一步研究发现，外界 DNA 进入人工细胞后，能够精准触发预先形成的蛋白—聚合物凝聚体发生重组。在DNA的驱动下，原本简单的液滴会逐步演化为更复杂的多层级结构，最终形成核—壳式多相凝聚体。研究表明，人工细胞内部结构并非静态不变，而是能够响应外部信号，进行可编程的动态重组（图2）。

三、内部结构变化调控人工细胞生化功能

研究团队发现，不同形态的凝聚体结构，在“招募”酶分子和催化反应的行为上存在着显著的差异。那些拥有多层级结构的凝聚，能够更高效地富集酶分子，但同时也会减缓反应中间物质的扩散速度。研究表明人工细胞内部结构本身可以作为调控反应动力学的重要手段（图3）。

四、单个人工细胞的类组织自组装

除在人工细胞内部进行调控外，研究还发现人工细胞内部的凝聚体可被“胞吐”出人工细胞膜外，形成桥联位点来引发多个人工细胞进一步聚集，形成仿模仿活体组织的“人工组织”结构，并进一步影响“人工组织”间的群体行为（图4）。

该研究建立了一种以膜—凝聚体互作为核心的人工细胞设计策略，为构建具有自组织能力和环境响应能力的适应性人工细胞提供了新思路。相关结果不仅有助于理解活细胞内部空间组织形成的基本规律，也为人工细胞工程、可编程微反应器、类组织材料以及药物分子递送等方向提供了新的工具与启发。

上海交通大学材料科学与工程学院、金属基复合材料全国重点实验室窦红静教授和博士后Vincent Mukwaya博士为论文的共同通讯作者、Vincent Mukwaya为论文的独立一作。共同作者还包括上海交通大学材料科学与工程学院于小蕾博士、熊书翰博士、Mehwish Naz博士，天津大学姚池教授，复旦大学仰大勇教授和上海交通大学/布里斯托大学Stephen Mann教授。该研究得到了上海市科技计划项目（25J22800600）、国家重点研发计划（2022YFE0100600）、国家自然科学基金（52150410403）、上海市属高校特聘教授（东方学者）跟踪计划‌（SHDP201802）、上海交通大学“交大之星”（STAR）计划（No. 20240303）、上海交通大学2030计划等基金的支持。