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生物體死亡的速度有多快,如何殺死細胞?

體內的細胞無時無刻不在死亡,現在我們知道了死亡的速度。據8月10日發表在《科學》雜誌上的壹項新的研究報告稱,科學家發現,死亡以每分鐘30微米(千分之壹英寸)的速度在細胞內持續傳播。這意味著,舉例來說,壹個體積為100微米的神經細胞可能需要3分20秒才能死亡。這聽起來可能有點病態,但正是這種“死亡浪潮”讓我們活得健康。細胞雕亡——或程序性細胞死亡——對於清除體內不必要或有害的細胞是必要的,例如那些被病毒感染的細胞。它還有助於塑造發育中的胎兒的器官和其他特征(還有第二種細胞死亡方式,稱為壞死,這是壹種不同的過程,是對應激事件的意外反應)。

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博科公園-科普:如果這個過程不能正常工作,後果會很可怕。比如癌細胞,失去了死亡的控制後,快樂地活著,開始擴散而不是死亡。有時候,細胞會在我們不希望它們死亡的時候死亡——例如,在神經退行性疾病中;斯坦福大學化學和系統生物學及生物化學教授、資深作家詹姆斯·費勒博士在壹份聲明中說:如果我們想幹預,我們需要了解細胞雕亡是如何調節的。細胞雕亡有時被稱為“細胞自殺”,因為它是壹個自我毀滅的過程。它從細胞內部或外部發出信號,通知細胞內的半胱天冬酶啟動分裂細胞。然而,目前尚不清楚細胞雕亡在被觸發後如何在細胞中傳播。

為了找到答案,費勒和他的團隊觀察了自然界中壹個較大細胞的過程:非洲爪蛙的卵細胞。試管中充滿了來自卵子的液體,這引發了細胞雕亡。用熒光標記蛋白觀察細胞雕亡過程。如果他們看到熒光燈,這意味著細胞正在死亡。他們發現熒光以恒定的速度穿過試管。根據這項研究,如果細胞雕亡是由於簡單的擴散(物質從高濃度區向低濃度區擴散)而發生的,那麽這個過程最終會變慢。由於沒有這種東西,研究人員得出結論,他們觀察到的過程壹定是“觸發波”,將其比作“火災的蔓延”。首先激活的半胱天冬酶會激活其他半胱天冬酶分子,其他分子也會被激活,直到整個細胞被破壞。

費雷爾在報告中說:它以這種方式傳播,永遠不會減速,永遠不會消失,振幅也不會減小,因為它每走壹步都通過將更多的非活性分子轉化為活性分子來產生自己的動力,直到雕亡擴散到細胞的每壹個角落和縫隙。然後研究小組想觀察這個過程發生在卵子內部,就像在自然界壹樣。我註意到蛙卵的顏色在死後變得更深。因此,他們啟動了自然導致蛙卵死亡的條件,並記錄了發生的情況。同樣,細胞以每分鐘30微米的平均速度變黑。這種觸發波其實在自然界是普遍存在的。觸發波也有助於細胞繁殖。神經元通過大腦傳播信號,病毒從壹個細胞傳播到另壹個細胞。費勒和他的團隊希望找到生物學中其他觸發波發生的地方。

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