英国科学家3D打印化学合成细胞探索生命起源

发表于：2014-12-11

　　时点，从这一刻起，化学物质首次成为生物。希望这些3D打印的细胞能够帮助Cronin和他的团队发现这个过程到底是怎样发生的。 

　　Cronin教授告诉《连线》的记者称：“现在，进化仅适用于拥有海量信息的复杂细胞，但悬而未决的问题是，这些信息是哪里来的？我们已经表明，它有可能是从非常简单的化学物质与非常少的信息演变而来的。”

　　为了做到这一点，他们创建了一个由机器人控制的RepRap3D打印装置，用合成细胞进行实验，并收集所有的数据作进一步分析。据天工社了解，他们甚至还使用了一台PlayStation相机来抓拍它们合成进化过程的图像。 

　　Cronin团队基本的研究过程是这样的：机器人向培养皿中挤出化学组合物的液滴并跟踪其发展。这些液滴由四种不同的化学物质组成：1-penatol、1-octanol、邻苯二甲酸二乙酯和十二烷（或辛酸（octanoicacid）），悬浮在碱性溶液中。机器人控制的设备一遍遍的挤出，每次都会出现不同的结果。如此反复进行了数以百万次（都是由机器人控制完成），已经清楚的是，每次打印出的滴液行为都不相同，它们聚在一起，形成不同的组合物。

　　机器人会根据算法选择“最适合的”的分子（毕竟，这是适者生存）进行下一步实验。“通过对该3D打印机套件的改装，我们实际上制造了一台非常复杂的机器，这台机器可以完全自动化地完成化学原始细胞模型的生命周期。我们然后用机器人探索各种不同类型的成分组成，试图找出具有“类似生命”行为的那种组合。”Cronin说。“这是非常酷的，因为这是首次由机器人辅助完成的化学演化。”

　　机器人就这样高效地反复再现最原始阶段的进化过程，这种化学合成的细胞在“机器人选择”的条件下进行演化。正如Cronin解释的那样，这与发生在生命最初部分的过程并没什么不同。“我们可以证明，从概率上说，液滴演化为原始生命的几率要比一个完整的生物细胞要高。”

 

　　现在，你可能会想知道这个实验的最终结果会导致什么。这个机器人最终能够发现生命吗？Cronin和他的团队希望，这一算法选择过程将最终揭开被称为“上帝分子”的面纱。这将是一个非常非常基本的分子系统，理论上可以逐步变成生物的、活的细胞。“这将有助于我们更好地了解我们所处的宇宙——在这个宇宙中，生命的存在到底有多普遍。”

　　当然除了这些高大上的目的之外，它（指上帝分子）还会有一系列实际应用。知道生物细胞如何创建将对于制造出非常专业的智能药物和化学品相当有用。Cronin甚至设想用它制造出可以“清理放射性废物甚至是从大气中的二氧化碳”的东西。

　　只是进化本身还没被打印，这台苏格兰RepRap设备的制造是为了重建一个人类无法模仿的古老过程。如果因此而发现了“上帝分子”，那么3D打印的声誉将会名垂千古。