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

  • 成都世园会场馆巡礼

  • 戈壁大漠 驼羔盛会

独家策划

推荐阅读
华中科技大学同济医学院附属同济医院党委副书记廖家智接受采访时表示,医工交叉正成为医学科技创新的重要途径。
2024-04-26 17:38
从1999年起,有着“神箭”称号的长二F火箭全程参与了中国载人航天工程“三步走”战略的每一步。它用100%的成功率,为航天员搭建出一条安全“天梯”。
2024-04-26 09:33
近期,人工智能(AI)+机器人赛道广受关注。尤翔宇表示,梳理人形机器人产业技术发展脉络,主要有底层硬件、运动控制和具身智能3条路线。优必选相关负责人表示,未来,公司将聚焦人形机器人的三大应用场景,包括工业制造、商用服务和家庭陪伴。
2024-04-26 09:41
中国工程院院士、中国探月工程总设计师吴伟仁在4月24日举行的2024年中国航天大会主论坛上透露,我国计划于2030年前后发射天问三号探测器,实施火星采样返回任务。
2024-04-26 09:40
春日里,云南双江县各大茶山的春茶迎来开采季。北回归线横穿而过的双江,拥有适宜茶树生长发育的自然条件,现有以“冰岛茶”为代表的百年以上栽培型古茶树3.69万亩。
2024-04-26 09:35
每年,都有这样一群“空中旅客”,南北来回奔波。迁徙之路漫长曲折,一路充满生死考验,它们却高声歌唱,不知疲倦地追逐着自己的目标。
2024-04-26 09:34
力争在生命科学等领域达到全球领先水平,在颠覆性技术和关键核心技术上实现重大突破;打造高水平人才集聚地,人才梯队体系较为完备,成为全球向往的创业乐土。
2024-04-26 09:26
4月25日20时59分,搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,神舟十八号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道。航天员乘组状态良好,发射取得圆满成功。
2024-04-26 09:24
朱松纯表示,“通通”在日常学习与训练中,使用的A100芯片不超过10块,这意味着“通通”不依赖庞大的算力和海量数据就能学习成长。“通通”也可以与具身智能机器人相结合,为智能制造、智慧城市、医疗健康等领域带来革命性变化。
2024-04-26 09:38
日前,农业农村部发布非主要农作物品种登记撤销公告,撤销向日葵、黄瓜、甜瓜、油菜等问题品种312个,切实推进登记品种从严规范管理,持续营造激励创新、公平竞争的市场环境。
2024-04-25 10:36
英国牛津大学和美国麻省理工学院领导的一项新研究恢复了37亿年前的地球磁场记录,发现它与今天地球周围的磁场非常相似。
2024-04-25 10:34
“载人月球探测工程登月阶段任务经中央政府批准启动实施,总体目标是2030年前实现中国人登陆月球,目前各系统正按计划开展研制建设。神舟十七号航天员乘组在与神舟十八号航天员乘组完成在轨轮换后,计划于4月30日返回东风着陆场。
2024-04-25 10:32
国家卫健委24日发布的数据显示,2023年,我国居民健康素养水平达到29.7%,比2022年提高1.92个百分点,继续呈现稳步提升态势。 据了解,本次监测覆盖31个省(自治区、直辖市)的336个县(区)1008个乡镇(街道),对象为15岁至69岁的常住人口,共得到有效调查问卷73340份。
2024-04-25 10:30
中央气象台预计,24日夜间至26日白天,江南、华南等地雨势将再度加强,其中广东中部和西北部、广西东北部等地有大暴雨,局地伴有雷暴大风等强对流天气。
2024-04-25 10:28
日前,中国纤维质量监测中心发布2023年度新疆棉花生产加工过程质量状况监测结果。
2024-04-24 10:33
1998年,聂海胜成为我国首批航天员,先后执行过神舟六号、神舟十号、神舟十二号3次载人飞行任务。
2024-04-24 10:17
在北京航天飞行控制中心的统一调度下,酒泉卫星发射中心、西安卫星测控中心以及任务各测控站点实施联调联控,全面模拟发射准备、发射以及飞行过程中的各种技术状态和工作过程。
2024-04-24 10:16
1996年,我从技校毕业后,来到金川公司工作。当时总听师傅们讲,贵金属冶炼技术难以突破。提高我国铂族贵金属提炼的技术水平,对于守护国家安全极为必要。
2024-04-24 10:14
截至2023年底,我国大陆在运核电机组55台,总装机容量为57吉瓦,核准及在建核电机组36台,总装机容量为44吉瓦;全年核电发电量44万吉瓦时,占全国累计发电量近5%,相当于节约标煤1.3亿吨,减排二氧化碳3.5亿吨。
2024-04-24 10:05
截至2022年末,我国电动自行车社会保有量已达3.5亿辆。2023年,全国规模以上企业累计生产电动自行车4228万辆。
2024-04-23 04:00
加载更多