活的细胞能感知信号、主动招募所需部件，并把物质派送到精确的位置。如何让非生命的人造细胞也具备这种“组织协调”能力，是合成生物学的一项核心挑战。

英国布里斯托大学Stephen Mann教授团队（尹柱平、孙睿、李梅等）在试管中构建了两种具有不同“膜润湿性”的人工细胞（蛋白质体）。在化学信号的指令下，这群人工细胞能自发地从一相“搬家”到另一相，就像给它们装上了“导航系统”一般，实现了可重构的空间组织。

成果于2026年8月18日发表于《自然-化学》。

在“油水不相溶”的介质里，让细胞自己分边站

研究团队使用了葡聚糖（Dextran）/聚乙二醇（PEG）双水相体系——两种水溶液互不相溶，形成类似油水的相分离环境。他们通过化学交联策略，分别赋予蛋白质体膜以“亲PEG”或“亲葡聚糖”的定向亲和性。

• 自发分选：当两类蛋白质体混合放入双水相后，“亲PEG”型自动分散在PEG连续相中，而“亲葡聚糖”型则自动被捕获在葡聚糖液滴内——二者在30分钟内完成自发分选，形成空间分隔的原细胞群落。
• 信号驱动搬家：关键在于，这种膜润湿性不是固定的。研究者在蛋白质体内封装了酶级联反应系统（如淀粉酶/葡萄糖氧化酶/辣根过氧化物酶）。当向体系中加入特定底物时，酶反应产生H₂O₂或pH变化，触发蛋白质体膜表面的化学修饰（如酪胺交联或二肽自组装），使其“亲PEG”属性逆转为“亲葡聚糖”，整个蛋白质体便从PEG相“搬家”到葡聚糖液滴内部。

Figure 1（蛋白质体制备与自发相分选示意）

功能：招募、派遣与远程调控

这种信号诱导的“招募”（物质被选入特定区域）和“派遣”（物质被释放或转移至另一区域）机制，让网络具备了动态响应能力。

• 时空可控的酶活性：研究团队将DNA酶I（DNase I）封装在可易位的蛋白质体亚群中。通过信号诱导该亚群发生相转移，实现了对DNA酶活性的时空调控——只有在特定时间、特定相区内的酶才能发挥作用。
• 近纯色荧光输出：通过酶级联信号诱导蛋白质体在不同相区内的聚集或分离，系统可输出红、绿、蓝三基色荧光，且色域覆盖116.6%的sRGB标准，展示了其在信息编码方面的潜力。

Figure 3

研究意义

第一，为人造细胞向“类组织”协作迈出关键一步。 该工作首次在液体介质中实现了人造细胞网络的可逆重构，证明了不依赖外部物理场（光、声、磁），仅靠化学信号就能让合成细胞群落自发完成空间重组。这相当于从“一群互不往来的个体”进化到了“能听从号令协同行动的群体”。

第二，为智能软物质与仿生材料提供了新范式。 这种“化学编程”思路为构建响应型催化微反应器阵列、自适应软体材料等提供了全新平台。未来或可设计出能够感知病灶信号、自主释放药物的智能微系统。

第三，在合成生物学上，为“生命从何而来”提供了实验模型。 该工作展示了一种从纯粹化学物质出发，涌现出类生命组织行为（信号接收、空间重组、功能分配）的可能路径。

论文信息：Signal-induced recruitment and dispatching in reconfigurable phase-separated protocell networks，Nature Chemistry，2026，

DOI: 10.1038/s41557-026-02225-3

总结：

膜润湿性编程赋予蛋白质体PEG/葡聚糖相选择性→酶级联信号触发膜表面化学修饰→润湿性逆转实现相易位→信号驱动的招募/派遣→时空可控的酶活性调控→为构建类组织人造细胞集群提供新范式。