研究人员已经设计出一种细胞状结构，利用光合作用进行代谢反应，包括能量收集、碳固定和细胞骨架的形成。
在构建一个人造细胞的过程中，有两种方法:一种是重新设计活细胞的基因组软件。第二，专注于细胞硬件，从底层构建简单的细胞状结构，模仿活细胞的功能。第二种方法的最大挑战之一是模拟细胞执行复杂行为所需的复杂的化学和生物反应。
现在，来自哈佛大学和首尔索冈大学的一个国际研究小组设计了一种类似细胞的结构，利用光合作用来进行代谢反应，包括能量收集、碳固定和细胞骨架形成。
这项研究是哈佛大学和索冈大学之间丰富合作的一部分，它开辟了在细胞层面上几个不同领域。他们用光激活了代谢活动，在活细胞中建立了一个随需应变的蛋白质网络，并将完成这一任务所需的所有成分打包到一个细胞中。
他们已经证明的机制应该是为人工细胞开发多个调控网络的第一步，这些网络能够表现出动态平衡和复杂的细胞行为。
为了建立这个合成系统，研究人员从动植物世界的独特组成部分设计了一个光合细胞器。
他们选择了两种蛋白质光电转换器——一种来自植物，另一种来自细菌——它们可以在细胞膜上产生一个梯度来触发反应。
光转换器对不同波长的光敏感:一种红色，另一种绿色。这些蛋白质与产生三磷酸腺苷(ATP)的酶一起被嵌入到一个简单的脂质膜中，三磷酸腺苷是细胞的基本能量载体。当膜被红光照射时，发生光合化学反应，产生ATP。当膜被绿灯照亮时，生产就停止了。激活和关闭能量产生的能力使研究人员能够控制细胞内的许多反应，包括肌动蛋白的聚合，这是细胞和组织的典型组成部分。
该领域以前的研究使用这些蛋白质来产生ATP，但一次只能产生一个。他们将植物世界的精华与动物世界的精华结合在一起，从而使能够调节细胞的能量产生。”我们从底层开始设计这些细胞，从这些单独的蛋白质开始。
能够控制和调节肌动蛋白的产生使研究人员能够控制细胞膜的形状，并可能提供一种设计移动细胞的方法。这种自底向上的方法可以用来构建其他的人造细胞器，如内质网或类似核的系统，并可能是迈向人造细胞样系统的第一步，这种系统可以模拟生物细胞的复杂行为。
在人工细胞环境中引入功能蛋白和细胞器的网络将为实现构建新生细胞的宏伟目标铺平道路。
从生育医学，到创伤，再到其他更奇异的疾病，我们现在对控制细胞内发生的事情的工具和要求有了基本的了解。细胞假体的想法也越来越接近这个结果。
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