細胞有著復雜的代謝系統，不過它們的祖先原始細胞，僅僅由膜和少數幾個分子組成，是一種既簡單又的功能體系。

上海滬宇一直致力于使用基礎原料創造出擁有特定功能的簡單細胞模型。現在，他*研究團隊構建了一個具有生物力學功能的類細胞模型，該模型能夠在沒有外界影響的情況下自己移動和改變形態。

這項研究中的類細胞模型，是一個包括膜外殼、兩種不同的生物分子和一些ATP燃料的囊泡。囊泡外殼是類似于天然細胞膜的雙層磷脂膜，囊泡的內部填入了微管（細胞骨架）和驅動蛋白。從物理角度看，這些微管在細胞膜下形成了二維液晶（two-dimensional liquid crystal），處于持久的運動狀態。

在細胞中，驅動蛋白一般作為分子馬達，沿著微管運輸細胞的建設原料。在這項研究中，這些分子馬達持續不斷地推動微管，當然這需要ATP為其提供能量。

這個人造細胞之所以能變形，是因為Poincaré-Hopf定理也稱為毛球定理。通俗地講，該理論認為梳平毛球的嘗試一定會產生尖角，因此“永遠不可能撫平一個毛球”。在這項研究中，總有一些微管不能在細胞膜下規矩地平躺下來，會在特定的位置出現翹起。由于驅動蛋白在不斷試圖排好微管，翹起的部位也會隨之改變。令人稱奇的是，這一過程非常統一而且具有周期性，在兩個固定的方向之間振蕩。

只要囊泡還是球形，微管的排列問題就不會影響膜的外部形態。然而一旦滲透失水，囊泡就會根據微管運動而改變形態。如果囊泡進一步失水，松弛的膜就會形成突起，類似于細胞移動時所用的結構。

在這種情況下，人造細胞會出現各種各樣的形態和動態，雖然看起來像是隨機發生的，但它們實際上遵循著物理學規則。Bausch指出，人們可以在這個模型的基礎上增加復雜性，以可控的方式重建細胞遷移或細胞分裂等過程。