近日，我院教授、城乡水资源与水环境全国重点实验室成员韩晓军团队详细总结了人造细胞中能量产生、合成代谢和分解代谢的过程、反应条件、设计思路，以及具有代谢功能的人造细胞在生物传感和疾病治疗等领域的应用等方面的研究进展，为自主人造细胞的研究提供了重要理论指导。相关成果以《具有代谢功能的人造细胞进展：从基础到应用》（Advances in artificial cells capable of metabolic mimicry: from fundamentals to applications）为题发表在《化学学会评论》（Chemical Society Reviews）上。
人造细胞是合成生物学的重要研究方向，旨在通过非生命物质构建具有部分或全部生命特征的系统。代谢是人造细胞的关键部分，在人造细胞内重建自然代谢途径，使其具备能量生成、物质合成与分解等功能，是实现自主人造细胞的基础。文章系统分析并比较了三类主要人造细胞体系（凝聚层、蛋白质体和磷脂囊泡）重构代谢途径的优势与局限。文章指出，不同类型的人造细胞因其内部相态、通透性与稳定性等物理特性差异，在催化效率、物质交换和系统稳定性方面各具特点，为不同应用场景下人造细胞的构建提供了依据。
文章进一步总结了人造细胞中能量和物质代谢的研究进展。能量代谢通过封装天然细胞器、重建光合磷酸化过程实现ATP合成；物质代谢包括二氧化碳固定、磷脂合成、蛋白质表达、碳氮分解等。尽管该领域发展迅速，文章也指出了当前面临的挑战，包括能量供应持续性、代谢途径复杂度、系统稳定性等问题，文章同时也提出了可能的解决思路，为自主人造细胞的发展提供了参考。
哈工大为论文唯一通讯单位。韩晓军教授、化工与化学学院李书彬副研究员、张祥祥副研究员为论文共同通讯作者。博士研究生贾艳为论文第一作者，赵晶晶副研究员，徐文霞助理研究员参与该工作。
该研究获国家自然科学基金、黑龙江省自然科学基金重点项目资助。
论文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2026/cs/d5cs01330e
具有代谢功能的人工细胞
图文：贾艳
初审：张海玲
复审：孙永川
终审：刘光惠
