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摘要
人工多细胞体系具有可实现代谢分工、复杂底物利用等功能，已成为合成生物学发展的研究热点。概述人工多细胞体系的优势，介绍现阶段人工多细胞体系构建的方式及设计原则，通过文献对目前人工多细胞体系应用于环境修复的实例进行归纳汇总，最后借助Citespace 直观地分析人工多细胞的研究主题及趋势。与单一微生物相比，人工多细胞体系具有劳动分工更优化、代谢负担更低、底物转化能力更高、鲁棒性强等特点。目前主流的人工多细胞体系构建方式为自上而下法或是自下而上法，其设计原则一般是基于底盘细胞选择、种群控制策略、数值模拟预测等等。通过文献计量分析，人工多细胞的研究主题包含微型自主运动的发展以及生物电子传输等领域，然而随着“代谢工程” “人工智能”等词汇的突现，未来人工多细胞体系的研究会更加关注多细胞体系的设计与构建、细胞代谢途径、细胞间信息传递及相互作用等方面。结合现状及热点，提出未来人工多细胞体系的研究应关注：（1）解析人工多细胞体系成员之间相互作用机制与代谢方式；（2）根据人工多细胞体系的结构、行为与功能逐步优化构建方式；（3）开发基于人工多细胞体系的环境生物修复策略。
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单位环境科学与工程学院; 华中科技大学
