慕尼黑工業大學(TUM)的研究人員Friedrich Simmel和Aurore Dupin首次創造出可以相互通信的人造細胞組件。這些細胞由脂肪膜分離，通過交換小的化學信號分子來觸發更復雜的反應，如RNA和其他蛋白質的生成。世界各地的科學家都在致力於創造模擬生物行為的人造細胞系統。Friedrich Simmel和Aurore Dupin現在第壹次在固定的空間安排中創造出這樣的人造細胞組件。最重要的是這些細胞能夠相互通信。
慕尼黑大學合成生物系統物理學(E14)教授弗裏德裏希·西梅爾解釋說:“我們的系統是向類似組織的合成生物材料邁出的第壹步，這種材料表現出復雜的時空行為，在這種行為中，單個細胞進行專門化和分化，這與生物有機體沒有什麽不同。”
基因在固定結構中的表達.包裹在薄脂肪或聚合物膜中的凝膠或乳化液滴是人造細胞的基本組成部分。在這些10到100微米大小的裝置內，化學和生化反應可以不受抑制地進行。研究小組利用脂質膜包裹的液滴，將它們組裝成人工多細胞結構的“微組織”。液滴中的生化反應溶液可以產生RNA和蛋白質，使細胞具有壹種基因表達能力。
細胞信號交換與空間分化.但這還不是全部:小的“信號分子”可以通過細胞膜或細胞膜內的蛋白質通道在細胞之間交換。這使得它們可以在時間和空間上相互結合。系統因此變得動態——就像在現實生活中壹樣。
化學脈沖因此在細胞結構中傳播並傳遞信息。這些信號也可以作為觸發器，讓最初相同的細胞以不同的方式發育。“我們的系統是多細胞系統的第壹個例子，在多細胞系統中，具有基因表達的人造細胞具有固定的排列方式，並通過化學信號耦合。”通過這種方式，我們實現了壹種空間分化，”Simmel說。
模型，微型工廠和微型傳感器.開發這類合成系統很重要，因為它們使科學家能夠在模型中研究生命起源的基本問題。只有在細胞開始專門化並在相互合作的細胞之間分配工作之後，復雜的生物體才有可能存在。這是基礎研究中最令人著迷的問題之壹。
研究人員希望利用特制細胞系統的模塊化構建工具包來模擬未來生物系統的各種特性。其原理是細胞對環境做出反應，並學會獨立行動。第壹批應用已經出現:從長遠來看，人造細胞組件可以部署為生產特定生物分子的微型工廠，或者作為處理信息並適應其環境的微型機器人傳感器。
來自3d打印機的單元格.Friedrich Simmel和Aurore Dupin仍然使用微操作器手工組裝他們的細胞系統。不過，他們計劃在未來與慕尼黑應用科學大學(Munich University of Applied Sciences)合作，利用3d打印技術系統地構建更大、更逼真的系統。