生物工程师不再依赖酵母和细菌，而是寻找更便宜、更简单的方法来制造蛋白质和其他生物分子。现在，无细胞合成正在成为从诊断传感器开发到疫苗生物制造的一切领域的主要工具。

将来，无论何时何地，无细胞过程都可以制造出无限量的蛋白质和其他生物分子。甚至可以冷冻干燥，一旦重新水合，就可以在一小时内开始生产疫苗蛋白偶联物等东西，就像“只需加水”的蛋糕混合物！

一直以来，从生产奶酪工艺和制作面包的自然发酵过程，到可以生产胰岛素的生物工程细胞，人们长期以来一直将细胞用作“活的工厂”。

但是近几十年来，研究人员开始使用无细胞系统进行生化反应——主要是在研究实验室里。现在，由于可靠性和规模的进步，无细胞合成正在成为从诊断传感器开发到疫苗生物制造的一切领域的主要工具。

1 月，美国FDA授予肺炎球菌疫苗为突破性药品。

VAX-24 由加利福尼亚州圣卡洛斯的 Vaxcyte 开发，通过这种蛋白质结合疫苗，可以诱导人体对肺炎链球菌的免疫反应。

Vaxcyte 是越来越多的采用这种无细胞生物合成策略的生物制造公司之一。这种方法不再是依靠酵母或细菌来制造生物分子了，而是去除了细胞中所有“活着”的成分——包括长链 DNA、内质网的复杂结构，甚至是细胞膜的屏障——最后冷冻干燥保存。

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然后，科学家们可以用水对干燥的材料进行再水化，并添加核酸来对“分子机器”进行编程，从而根据需要制造出无限多的蛋白质。

德国微生物生理学家 Tobias Erb 将这个过程比作使用商业蛋糕混合物：只需加水烘烤。

这项技术借助于无细胞系统中的核糖体可用于构建具有新化学主链的生物聚合物以及蛋白质。

从啤酒到生物制药

尽管如此，挑战依然存在。虽然看上去很简单，但后续还有使关键蛋白质修饰复杂化的步骤，包括碳水化合物的附着（糖基化）和分子伴侣辅助的折叠。在将无细胞技术用于生物制药制造和其他应用之前，需要克服这些障碍。

但纽约伊萨卡康奈尔大学的生物工程师 Matthew DeLisa 说，这样做实际上只是一个工程问题。 “无细胞系统，”他说，“将蛋白质合成更多地变成了化学问题，而不是生物学问题。”

Michael Jewett 在西北大学从事无细胞过程研究

为了使这个过程更有效率，科学家们打开（或裂解）活细胞以提取感兴趣的分子机制，抛弃其他成分。