5 月 13 日，北京化工大学林艺扬教授与中国科学院化学研究所乔燕研究员、王树研究员，英国布里斯托大学 Stephen Mann 教授合作，提出了一种基于瞬态化学不均匀性和界面能梯度诱发人工细胞不对称分裂的新策略。相关成果以“ Asymmetric splitting in dividing lipid - nucleotide multilamellar droplets”为题，发表在《自然》（Nature）杂志上。
人工细胞的可控分裂是模拟细胞行为的关键挑战。科学家通过蛋白质机器、剪切力、光镊、光照、热流等手段调控界面膜张力、流动性和渗透压，从而诱导囊泡分裂；同时，也利用热梯度、耗散组装及化学反应等机制，实现乳液和凝聚液滴的分裂。细胞的不对称分裂是生命体系实现细胞分化、发育和功能多样化的重要基础。然而，这一过程在人工细胞体系中难以复现。
碱性磷酸酶诱导液晶液滴的不对称分裂
研究团队构筑了一种由脂质分子与核苷酸自组装形成的层状液晶液滴人工细胞模型。在碱性磷酸酶催化作用下，液滴表面首先形成一个局部凹陷；随着酶催化反应持续进行，凹陷沿液滴表面逐渐扩展，同时形成清晰的内核 - 外壳界面。当凹陷增大到临界值，液滴内核被完整释放脱离母体，而剥离后的外壳则通过边缘自融合闭合形成具有的多层囊泡。最终，一个母代液滴分裂形成两个结构、组成和性质均不同的子代结构。研究发现，这种由瞬态化学不均匀性和界面能梯度驱动的不对称分裂机制，也可通过引入镁离子、钙离子等多价阳离子或降低体系 pH 实现，表明该机制具有良好的普适性。该研究为构筑具备自主增殖、分化和演化能力的高复杂度人工细胞奠定了基础。
该研究得到国家自然科学基金创新研究群体项目 (52221006) 和京津冀自然科学基金合作专项项目 (25JJJJC0025) 的资助。
林艺扬教授个人简介：
林艺扬，北京化工大学材料科学与工程学院教授、博士生导师，国家高层次人才计划青年项目获得者。毕业于北京大学化学与分子工程学院，获理学学士及博士学位，主要从事胶体与界面化学研究。随后先后在美国俄克拉荷马大学和英国伦敦帝国理工开展博士后研究，研究方向涉及重大疾病即时检测与仿生材料。2019 年加入北京化工大学，课题组主要致力于仿生化学、软物质及生物材料研究。迄今已在国际学术期刊发表论文 70 余篇，代表性成果发表于 Nature、Nature Synthesis、Nature Chemistry 和 Science Advances 等期刊。