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

  • 宁夏:社火欢腾闹新春

  • 青海原子城里的“开学第一课”

独家策划

推荐阅读
太空探索技术公司下属企业xAI为该项目另一竞争方,尽管其创始人埃隆·马斯克长期表示反对开发“杀人的新工具”。
2026-03-02 13:02
国家能源局发布的数据显示:截至2025年底,我国可再生能源总装机达到23.4亿千瓦。
2026-03-02 09:57
多国正将AI、物联网与大数据融入现有空气监测体系,追踪大气变化,预警污染风险,为人类在数字时代的每一次呼吸保驾护航。
2026-03-02 09:56
北部湾海域油田无人机系统运营项目正式落地,这是我国海上油田首次实现无人机规模化作业,为海洋能源开发与低空经济融合提供了实践范例。
2026-03-02 09:55
很多人都有过这样的疑问:AI离真正成为“人”,到底还有多远?研究人员表示:有突破,但仍有难以逾越的鸿沟,短期内无法实现“类人完整智能”。
2026-03-02 09:55
人工智能不再只会“死记硬背”了——我国科研团队最新研发出一种新型神经网络,让AI能像人类一样,从看到、听到的信息里自己提炼概念、理解含义,还能互相交流。
2026-03-02 09:53
国家统计局2月28日公布《2025年国民经济和社会发展统计公报》。
2026-02-28 17:21
人们常说“眼见为实”,但如果今天再问一个问题:照片还能算现实的记录吗?答案或许已经不像过去那么简单。
2026-02-28 10:27
国家能源局27日发布的数据显示,目前,全国已有84个绿电直连项目完成审批,新能源总装机规模3259万千瓦。
2026-02-28 10:25
“具身天工3.0”刚刚发布——首届机器人半马赛事冠军正在加紧训练,成绩有望大幅提升;朱雀三号重复使用火箭蓄势待发,计划二季度再次挑战回收复用;小米汽车超级工厂的生产线一片繁忙,累计交付量已突破60万辆……
2026-02-28 10:23
今年以来,水利部指导督促各地抢抓河湖枯水期、施工影响小的窗口期,不断推动国家水网联网、补网、强链。
2026-02-28 10:22
几十年来,关于月球早期磁场是强是弱,科学界一直争论不休。如今,英国牛津大学科学家通过分析阿波罗任务带回的样本,发现月球曾拥有极强磁场,强度甚至一度超过地球磁场。
2026-02-28 10:19
发现分数量子反常霍尔效应和里德堡莫尔激子态,解决超导量子计算难题,攻克国产无液氦稀释制冷机和极高场全超导磁体等关键实验技术……
2026-02-27 09:39
2026年伊始,从美国拉斯维加斯消费电子展(CES)到中国春晚,中国自主研发的人形机器人频频“破圈”,多家中国企业的产品和应用不仅在海外业界引发热议,更是在全球社交媒体平台和国际媒体不断“刷屏”。
2026-02-27 09:36
中国人的“果盘子”里,苹果占据着举足轻重的地位。产业端加速向“数管+机器换人”转型,直播带货、跨境电商等新业态的兴起,也让中国苹果加速走向全球。
2026-02-27 09:35
随着2022年北京冬奥会的成功举办和“带动三亿人参与冰雪运动”目标的实现,中国滑雪装备产业正迎来前所未有的发展机遇。从笨重单调到轻便智能,从依赖进口到本土品牌崛起,滑雪装备的变迁不仅折射出中国冰雪运动的普及,更勾勒出一个新兴消费市场的崛起轨迹。
2026-02-27 09:32
记者从西北大学获悉,该校生命科学学院灵长类行为与进化发育研究团队的研究,揭示了亚洲叶猴物种表型的演化之谜。
2026-02-27 09:30
中国科学院近代物理研究所核结构研究团队与合作者通过高精度实验,明确了一种钼同位素释放其储存能量的关键机制,在原子核能量可控释放研究领域取得重要进展。
2026-02-26 09:46
电感器如同现代电子设备的“心脏”,让电流有序流动、设备稳定工作。
2026-02-26 09:35
“AI保姆”“智能教育助手”等产品,正以前所未有的速度和深度涌入未成年人的世界。不少家长感叹,这位无所不能、无时不在的“数字家教”成了解放自己的好帮手。
2026-02-26 13:44
加载更多