北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员在实验室中成功构建了具有编程 DNA 的功能性人造细胞，其行为与活细胞相似。弗里曼实验室使用一种绕过天然蛋白质的新方法改造了具有功能性细胞骨架的细胞。
Ronit Freeman 和她的团队展示了他们在操纵 DNA 和蛋白质（生命的基本组成部分）方面的成功，以创造与人体中发现的细胞非常相似的人造细胞。弗里曼表示，即使在 50°C 的温度下，合成细胞也能保持稳定。这开启了“在通常不适合人类生命的环境中生产具有非凡能力的细胞的可能性”。
弗里曼没有创造持久的材料， 说，他们的材料是为一项任务而创建的 - 执行某种功能，然后进行修改以执行新功能。这一成果对于再生医学、药物输送方法和诊断技术的发展具有重要前景。 “由于这一发现，我们可以考虑工程织物或对环境变化敏感并动态表现的织物，”弗里曼说。
细胞和组织依靠蛋白质来执行各种任务并构建重要结构。细胞骨架就是这样的结构之一，它充当细胞的框架，使其能够正常发挥作用。细胞骨架对于维持细胞形状和促进对环境的反应至关重要。该团队使用绕过天然蛋白质的新方法设计了具有功能性细胞骨架的人造细胞。他们开发了一种先进的技术，称为程序化肽DNA技术。这种方法组织肽（蛋白质的基本构建模块）和经过加工的遗传物质之间的合作来构建细胞骨架。因此，这些工程细胞可以调整其形状并对环境信号做出反应，展示了合成生物学的巨大潜力。
“DNA 通常不会出现在细胞骨架中。我们重新编程了 DNA 序列，使其充当建筑材料，将肽结合在一起，”弗里曼说。 “一旦将这种编程材料放入一滴水中，结构就成型了。”
这种前所未有的 DNA 编程能力使科学家能够创造出适合特定目的的细胞，甚至调节这些细胞对外部压力的反应。尽管弗里曼实验室创建的合成细胞缺乏活细胞的复杂性，但它们具有一定程度的可预测性和对极端温度等恶劣条件的抵抗力。
弗里曼没有专注于创造耐用材料，而是强调这些细胞的适应性——它们被设计用来执行某些功能，然后适应新的任务。
通过掺入不同的肽或 DNA 构建体，这些材料可以针对组织或组织中的细胞进行定制。这种多功能性为与其他合成细胞技术的整合提供了机会，有可能彻底改变生物技术和医学等领域。
“这项研究帮助我们了解生命是由什么组成的，”弗里曼说。 “这种合成细胞技术不仅能让我们复制自然界的现象，还能创造出优于生物材料的材料。”
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