点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:【诺奖中的“基因”】这些细胞为何会选择“自杀”?
首页> 科普频道> 三农科普> 基因故事 > 正文

【诺奖中的“基因”】这些细胞为何会选择“自杀”?

来源:光明网2020-09-25 11:04

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  【诺奖中的“基因”】

  在自然界里,每一种动、植物都有一定的生命周期。比如树叶临秋会凋落,蛇到一定时候会蜕掉一层皮。科学家们研究发现,生物体的“程序性细胞死亡”亦称“细胞凋亡”,是细胞本身的一种生理性、主动性的“自杀”行为,而绝非由外在因素所致。

【诺奖中的“基因”】这些细胞为何会选择“自杀”?

从左到右依次是英国科学家悉尼·布雷内、美国科学家罗伯特·霍维茨、英国科学家约翰·苏尔斯顿

  英国科学家布雷内、苏尔斯顿和美国科学家霍维茨就是因研究发现了决定器官发育和导致细胞程序性死亡的基因机制而荣获2002年诺贝尔生理学或医学奖的。他们的这一发现,揭示了人类从健康到亚健康直到得病的根本原因,并明确指出人类肌体的一切病理现象都是基于细胞的损伤。“程序性细胞死亡”是怎么一回事?对它们的研究又有什么重大意义呢?

【诺奖中的“基因”】这些细胞为何会选择“自杀”?

程序性细胞死亡与细胞衰老

  完美的研究对象

  早在20世纪60年代初期,科学家们就开始探索“程序性细胞死亡”的奥秘。要揭开这一奥秘,需要选择一个合适的研究对象,像细菌这样的单细胞生物太简单,而像哺乳动物这样由大量细胞组成的生物又太复杂,科学家们最终选择了线虫。线虫长仅1毫米,细胞数量不多,功能也不复杂,而且它身体透明,便于用显微镜观测。

【诺奖中的“基因”】这些细胞为何会选择“自杀”?

显微镜下的线虫

  布雷内通过对线虫的研究将基因分析和细胞的分裂、分化以及器官的发育联系起来,并且通过显微镜追踪这一系列过程。霍维茨发现了线虫中控制细胞死亡的关键基因并描绘出了这些基因的特征。他揭示了这些基因怎样在细胞死亡过程中相互作用,并且证实了相应的基因也存在于人体中。苏尔斯顿则描述了线虫组织在发展过程中细胞分裂和分化的具体情况。他还确认了在细胞死亡过程中发挥控制作用的基因的最初变化情况。

  细胞决定人的生老病死

  在健康的机体中,细胞的生生死死总是处于一个良性的动态平衡中。如果该死亡的细胞没有死亡,就可能导致细胞恶性增长,形成癌症。如果不该死亡的细胞过多地死亡,比如受艾滋病病毒的攻击,不该死亡的淋巴细胞大批死亡,会破坏人体的免疫能力,最终导致患者因为感染或肿瘤而死亡。

  受精卵通过分裂逐步形成大量功能不同的细胞,发育成大脑、躯干、四肢等,在发育过程中,细胞不但要恰当地诞生,而且也要恰当地死亡。例如人在胚胎阶段是有尾巴的,正因为组成尾巴的细胞恰当地死亡,才使我们在出生后没有尾巴。如果这些细胞没有恰当地死亡,就会出现长尾巴的新生儿。

  从胚胎、新生儿、婴儿、儿童到青少年,在这一系列人体发育成熟之前的阶段,总体来说细胞诞生的多,死亡的少,所以身体才能生长发育。发育成熟后,人体内细胞的诞生和死亡处于一个动态平衡阶段,一个成年人体内每天都有上万亿细胞诞生,同时又有上万亿细胞“程序性死亡”。

  为研制治疗顽疾药物打下基础

  这3位获奖者的成果为其他科学家研究“程序性细胞死亡”提供了重要基础,后来科学家们又在这一领域取得了一系列新成绩。

  科学家们发现,控制“程序性细胞死亡”的基因有两类,一类是抑制细胞死亡的,另一类是启动或促进细胞死亡的。两类基因相互作用控制细胞正常死亡。如果能发现所有的调控基因,分析其功能,研究出能发挥或抑制这些基因功能的药物,那么就可加速癌细胞自杀,达到治疗癌症的目的,也可以提高免疫细胞的生命力,达到抵御艾滋病的目的。

  近年来,多种化疗药物广泛应用于肿瘤治疗。然而,由于化疗药物昂贵的价格以及难以避免的副作用,导致其在临床上的应用受到限制。针对以上难题,中科院合肥物质科学研究院技术生物所吴正岩研究员课题组与上海交通大学医学院邹多宏教授合作,利用纳米硒与碳酸锰修饰四氧化三铁纳米颗粒构建了一种不含化疗药物的纳米诊疗剂,能够诱导肿瘤细胞的凋亡。同时,锰离子与纳米硒也可抑制肿瘤细胞内三磷酸腺苷的产生,进一步加速肿瘤细胞的凋亡。(本文图片来自网络)

  出品:科普中国

  监制:中国农学会 光明网

  作者:张梦凡

  本文由中国农业科学院生物技术研究所研究员金芜军进行科学性把关

[ 责编:赵清建 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 全国冬小麦播种过九成

  • 小小快板手 传承老技艺

独家策划

推荐阅读
完成第一阶段6G技术试验,形成超过300项关键技术储备,资本加速布局6G生态……尽管6G网络预计将在2030年开始部署,但我国6G产业布局正加速铺开,呈现政策护航、技术攻坚、资本活跃的特征。
2025-11-20 09:11
谷山梁3吉瓦/12.8吉瓦时储能电站项目建成后,每年预计可向电网输送36亿千瓦时的清洁能源电力。“独立新型储能电站放电时为发电企业,充电时视同电力用户,电网的峰谷电价价差形成利润空间,吸引企业投身于此。
2025-11-20 09:11
中国第一辆蒸汽机车就诞生在我的家乡唐山。我为之骄傲。为此,大学学习机械制造与设计专业的我,毕业后,就一头扎进轨道交通检测设备研发领域。
2025-11-20 04:25
常有人说,发动机是火箭的“心脏”。而我从事的工作是,液体火箭发动机推力燃烧系统高精密产品的生产加工,所以大家都叫我“火箭心脏钻刻师”。
2025-11-20 04:25
四川全口径外送电量已超1.9万亿千瓦时。这一规模相当于江苏、浙江、安徽三省全年用电量之和,标志着四川落实“西电东送”能源战略取得丰硕成果,
2025-11-20 04:25
大国重器又传好消息!江门中微子实验(JUNO)装置建成运行仅两个月,就取得首个物理成果——测量太阳中微子振荡参数,结果比此前实验的最好精度提升了1.5~1.8倍。
2025-11-20 04:35
为促进卫星导航定位产业有序发展,维护国家地理信息安全,我国将对卫星导航定位基准站实行统一规划、统一标准、统一监管。针对目前基准站重复建设、存在数据安全隐患等主要问题,办法规定自然资源部会同有关部门制定全国基准站建设布局规划。
2025-11-19 09:52
18日,我国首个配置冷却塔的“华龙一号”核电机组——中广核山东招远核电项目1号机组顺利完成核岛第一罐混凝土浇筑,标志着该项目一期工程建设全面启动。
2025-11-19 09:51
2020年至2024年间,全球光热发电装机年复合增长率为4.24%,我国同期增长率达11.7%,显著高于全球水平;技术装备国产化率突破95%,释放出产业加速发展的强劲信号。
2025-11-19 05:35
科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼,科普与科技创新“同等重要”。
2025-11-19 05:55
日前,由清华大学产业发展与环境治理研究中心和自然科研智讯联合编制的《国际科技创新中心指数2025》报告正式发布。
2025-11-19 05:55
新疆的孩子们在“流动科学课”上被磁悬浮演示、机器人互动、矿物标本展示等吸引了目光;甘肃张掖的科技工作者为大伙儿演示经典科普实验“火焰掌”;上海的科学家们踏上科技节的红地毯赢得公众的掌声……这些生动场景共同勾勒出“十四五”期间我国科普事业的发展印记。
2025-11-19 05:55
如今,在学习中遇到问题可以问人工智能,写作业也可以用人工智能辅助查询信息。正如这名同学所言,生成式人工智能正改变传统的以知识积累和传递为中心的教学模式。
2025-11-18 10:28
11月17日,在水利部举行的“贯彻落实党的二十届四中全会精神 推动节水产业高质量发展”新闻发布会上,水利部副部长陈敏介绍,目前,我国节水产业呈现出蓬勃发展的良好势头,
2025-11-18 04:20
新疆维吾尔自治区科技创新大会17日在乌鲁木齐举行。会上,干旱区生态安全与可持续发展全国重点实验室、丝路水实验室、昆仑智能装备实验室、
2025-11-18 04:20
党的二十届四中全会审议通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》指出,以创新能力、质量、实效、贡献为评价导向,深化项目评审、机构评估、
2025-11-18 04:25
近日,2025年6G发展大会在北京经济技术开发区举行。
2025-11-18 04:20
这台高能非弹谱仪的独特之处在于,它利用了中子不带电、穿透力强的特性,能够直接探测到物质内部的微观运动。
2025-11-17 08:56
建立和完善国家公园监测网络体系,是我国生态文明建设领域的重要实践,是践行人与自然和谐共生现代化理念的具体体现。
2025-11-17 04:30
浙江清凉峰国家级自然保护区是我国重要的生物多样性聚集地之一,也是长三角地区珍贵的物种基因库。
2025-11-17 04:30
加载更多