对化学变化的响应是生物细胞的关键功能。例如，细胞可以通过产生某些蛋白质，促进能量产生或自毁来响应化学物质。细胞也使用化学物质相互通信并协调响应或发送信号，例如疼痛冲动。

然而，在天然细胞中，这些化学反应可能非常复杂，涉及多个步骤。这使得它们难以设计，例如，如果研究人员想要使天然细胞产生有用的东西，如药物分子。

“这些系统可以开发用于生物技术，”该研究的第一作者James Hindley说。

“例如，我们可以设想创造能够感知癌症标志物并在体内合成药物的人造细胞，或能够感知环境中危险重金属的人造细胞，并释放选择性海绵来清理它们。”

Hindley及其同事创造的人造细胞内部有较小的细胞('囊泡')。细胞的边缘由包含孔的膜形成，所述孔允许钙离子进入。在细胞内，钙离子激活酶，导致囊泡释放发出荧光的粒子。通过钙激活，酶改变囊泡的膜，使其通过蛋白质通道释放荧光颗粒。

“我们创造了自然界中发现的通路的截短版本，使用来自不同自然系统的人工细胞和元素来制造更短，更有效的途径，产生相同的结果，”Hindley说。

该系统更简单，因为它不需要考虑细胞在自然系统中需要解决的许多问题 - 例如对细胞有毒的副产物。

在该系统中，膜孔和由钙激活的酶来自现有的生物系统 - 例如，酶来自蜂毒 - 但它们在自然界中不会在相同的环境中被发现。

这是使用人造细胞产生化学反应的强度 - 它们可以更容易地混合在自然界中发现的元素，而不是将外部元素添加到现有的生物系统中。

“我们系统的即插即用方面意味着研究人员可以从大自然中获取元素，创造出具有特定目标的新化学途径，”该研究的资深作者Oscar Ces教授说。

“我们的模板系统也易于设置，可用于快速测试研究人员提出的任何新元素组合。”