利用无细胞基因表达将红细胞工程化为合成细胞

红细胞（erythrocytes），通常称为红血球（RBCs），是脊椎哺乳动物体内数量最丰富的细胞类型。由于其独特的生物学和物理学特性，RBCs 一直是生物医学工程领域广泛研究的焦点。研究人员已经开发出多种方法，将 RBCs 转化为可适配的分子载荷递送载体，从而将其功能能力扩展到其天然运输和完成的范围之外。与此同时，随着 RBCs 应用科学的发展，无细胞基因表达（CFE）已发展成为一种易于操控的技术，并可与广泛的材料体系集成。在本研究中，我们利用 CFE 的优势，将 RBCs 工程化为杂合合成细胞。我们将 CFE 反应封装于红细胞血影内，以执行基础基因回路（包括生物传感器），并从其基因组中合成噬菌体。此外，我们对成熟 RBCs 的外膜进行工程化和功能化，以连接多样化的载荷，例如可被特异性抗体识别的 SARS-CoV-2 抗原。CFE 与 RBCs 表现出显著良好的界面兼容性，使其能够被快速、低成本地转化为红色合成细胞（RBSCs），并具有潜在的生物医学和生物技术应用价值。

红细胞（erythrocytes）通常称为红血球（red blood cells, RBCs），是脊椎哺乳动物中数量最多的细胞类型。由于其独特的生物学和物理学特性，红细胞一直是生物医学工程领域广泛研究的重点。研究人员已开发出多种方法，将红细胞转化为可适应性的分子载荷递送载体，从而将其功能能力扩展到其天然运输和执行范围之外。与此同时，随着红细胞应用科学的发展，无细胞基因表达（cell-free gene expression, CFE）也已发展成为一种可操作性强的技术，能够与多种材料相整合。在本研究中，我们利用CFE的优势，将红细胞工程化为杂合型合成细胞。我们将CFE反应封装于红细胞幽灵中，以执行基础基因线路，包括生物传感器，并根据其基因组合成噬菌体。此外，我们对成熟红细胞的外膜进行工程化改造和功能化，以连接多种载荷，例如可被特异性抗体识别的SARS-CoV-2抗原。CFE与红细胞之间具有极佳的界面兼容性，使其能够被快速、低成本地转化为红色血细胞合成细胞（red blood synthetic cells, RBSCs），并具有潜在的生物医学和生物技术应用价值。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.20.745953v1?rss=1

🏷️ 红细胞工程 无细胞基因表达 合成细胞 基因回路 生物传感器 载荷递送