如果科学家能制造出生长和繁殖的细胞，他们离创造生命还有多远？

科学家们至今实际构建出了什么？

研究人员已成功制造出能够生长、分裂，甚至将遗传信息传递给后代的合成细胞——这些正是生命的关键特征。在2024年的一项研究中，科学家构建了含有细菌DNA分离系统（ParMRC）的人工细胞，该系统在细胞分裂前成功将一种基因（eGFP）移动至细胞的两极。细胞分裂后，两个子细胞均含有该基因，并能产生相应的蛋白质，从而证明了遗传信息的继承性[6]。这是一项重大进展，因为它表明合成细胞能够模拟将DNA传递给下一代的基本过程。

其他研究聚焦于构建细胞的外边界——细胞膜，这是生命所必需的。一篇2021年的综述指出，化学家如今已能从零开始合成脂质膜，甚至能利用化学反应驱动膜的生长与分裂[4]。同样，一篇2022年的综述系统梳理了由脂质、聚合物及其他材料制成的人工细胞，这些细胞能够执行能量生产、生长和运动等功能[2]。这些成就表明，活细胞的各个子系统可以在实验室中重建。

最大的剩余挑战是什么？

核心问题在于，目前尚未有人成功构建出能够完全自主完成生长、分裂、管理自身代谢并实现进化的合成细胞——所有这些过程都无需外部辅助。2023年一篇关于自再生人造细胞的综述直言不讳地指出，要创造出类生命细胞，研究人员必须能够自主调控并控制其繁殖过程，而这一点至今尚未实现[8]。例如，在2024年关于DNA分离的研究中，人造细胞仍需借助外部触发（渗透压和激光照射）才能实际分裂为两个[6]。它们无法像天然细胞那样自发分裂。

另一个主要障碍是细胞膜的复杂性。天然细胞膜包含数百种不同的脂质类型和嵌入其中的蛋白质，它们共同协作以控制形状、运输和信号传导。一篇2025年的综述指出，虽然可以用单一脂质制造简单的合成膜，但目前尚不清楚究竟需要多少种不同的脂质才能支持自我复制细胞的所有基本功能[3]。这种不确定性意味着研究人员尚无法设计出一种既足够简单以构建、又足够复杂以维持生命的细胞膜。

我们离真正有生命的合成细胞还有多远？

多数专家认为，完全自主且具备进化能力的合成细胞仍需数年甚至数十年才能实现，但前进方向已愈发清晰。2024年一篇关于DNA赋能合成细胞的综述展望了未来系统——合成细胞之间以及合成细胞与活细胞之间能够相互通信，但明确指出这些仍是未来方向而非当前现实[1]。2023年一篇从制造者视角探讨生命起源的综述强调，当前研究正聚焦于通过解析复杂性与进化如何从一组核心组件中涌现，来重现最小生命的诞生过程；同时指出，生命的任何基本特征都无需现代细胞的完整复杂性[9]。

该领域正在积极整合各项研究成果。例如，2021年一篇关于合成细胞通信的综述报告指出，科学家已成功设计出能够与天然活细胞发送和接收化学信号的合成细胞[7]。这表明合成细胞与天然细胞之间的差距正在缩小。然而，正如2021年一篇关于膜模拟化学的展望文章所指出的，我们仍在用简化的化学系统模仿活体膜的神奇特性，完全合成细胞的目标依然遥不可及[5]。简而言之，科学家已构建出许多部件，但如何将它们组装成一个能自我维持、不断进化的整体，仍是尚未攻克的重大挑战。