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科技前沿：器官防凍新技術
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科技前沿：器官防凍新技術
圖片來源：Pixabay
將活體組織長時間暴露在冰點以下，會導致不可逆損傷。微冰晶會破壞細胞結構，使細胞失水，供體器官無法用於移植。因此，器官冷卻後幾個小時內就要進行移植手術。
不過，一係列新型防凍劑的出現，或許可以延長器官的保質期。這些防凍劑與特別抗寒動物體內發現的物質功能類似。
一些北極魚類、木蛙和其他生物體內有可以防止血液凍結的蛋白質，所以它們在極端寒冷的環境中也能生存。這使英國華威大學（University of Warwick）的科學家大受啟發。
圖片來源：Pixabay
曾有研究表明，在-1.3℃的環境中，這些天然的防凍劑分子可以使大鼠心髒保存長達24小時之久。但是提取這些蛋白質費用很高，並且這些蛋白質對於某些物種來說有劇毒。研究的合作者、華威大學的化學家馬修·吉布森（Matthew Gibson）說：“長久以來，大家都認為必須要合成與防凍蛋白一模一樣的替代品才行，但我們發現，隻要設計出和防凍蛋白有一樣功能的新分子就可以，並不需要完全一樣。”
圖片來源：Pixabay
大多數天然防凍劑分子都同時擁有親水或疏水基團。科學家不知道防凍劑如何阻擋冰晶的形成，但吉布森推測，它們可能會不斷推拉水分子，使其陷入混亂，從而避免凝結成冰。基於這種原理，吉布森和同事合成了一種螺旋形分子，分子的大部分區域是疏水基團，但中心處有親水的鐵原子。這種物質在防凍方麵有著驚人的潛力，相關研究已發表在《美國化學會》雜誌上。研究人員已證明，其中有一些化合物對秀麗隱杆線蟲（Caenorhabditis elegans）無毒，這表明它們對其他動物也可能是安全的。
美國聖約瑟夫大學的生物學家克拉拉·多拉馬拉爾（Clara do Amaral, 未參與此項研究）說:“這些模擬物並非是蛋白質，而是其他類型的分子，但它們卻可以發揮一部分天然防凍蛋白的作用，這很酷。”吉布森團隊研發的防凍化合物，仍有待在人體中進行測試，而這也可能隻是解決了一部分問題。多阿馬拉爾補充道：“問題不在於僅僅合成一種給器官防凍的神奇化合物，還在於研究一整套適配的係統。我們還不知道動物防凍的整個機製。”
撰文：努維爾·謝赫（Knvul Sheikh）
翻譯：馬曉彤
文章來源：環球科學
圖片來源：Pixabay
將活體組織長時間暴露在冰點以下，會導致不可逆損傷。微冰晶會破壞細胞結構，使細胞失水，供體器官無法用於移植。因此，器官冷卻後幾個小時內就要進行移植手術。
不過，一係列新型防凍劑的出現，或許可以延長器官的保質期。這些防凍劑與特別抗寒動物體內發現的物質功能類似。
一些北極魚類、木蛙和其他生物體內有可以防止血液凍結的蛋白質，所以它們在極端寒冷的環境中也能生存。這使英國華威大學（University of Warwick）的科學家大受啟發。
圖片來源：Pixabay
曾有研究表明，在-1.3℃的環境中，這些天然的防凍劑分子可以使大鼠心髒保存長達24小時之久。但是提取這些蛋白質費用很高，並且這些蛋白質對於某些物種來說有劇毒。研究的合作者、華威大學的化學家馬修·吉布森（Matthew Gibson）說：“長久以來，大家都認為必須要合成與防凍蛋白一模一樣的替代品才行，但我們發現，隻要設計出和防凍蛋白有一樣功能的新分子就可以，並不需要完全一樣。”
圖片來源：Pixabay
大多數天然防凍劑分子都同時擁有親水或疏水基團。科學家不知道防凍劑如何阻擋冰晶的形成，但吉布森推測，它們可能會不斷推拉水分子，使其陷入混亂，從而避免凝結成冰。基於這種原理，吉布森和同事合成了一種螺旋形分子，分子的大部分區域是疏水基團，但中心處有親水的鐵原子。這種物質在防凍方麵有著驚人的潛力，相關研究已發表在《美國化學會》雜誌上。研究人員已證明，其中有一些化合物對秀麗隱杆線蟲（Caenorhabditis elegans）無毒，這表明它們對其他動物也可能是安全的。
美國聖約瑟夫大學的生物學家克拉拉·多拉馬拉爾（Clara do Amaral, 未參與此項研究）說:“這些模擬物並非是蛋白質，而是其他類型的分子，但它們卻可以發揮一部分天然防凍蛋白的作用，這很酷。”吉布森團隊研發的防凍化合物，仍有待在人體中進行測試，而這也可能隻是解決了一部分問題。多阿馬拉爾補充道：“問題不在於僅僅合成一種給器官防凍的神奇化合物，還在於研究一整套適配的係統。我們還不知道動物防凍的整個機製。”
撰文：努維爾·謝赫（Knvul Sheikh）
翻譯：馬曉彤
文章來源：環球科學
聽說，打賞我的人最後都找到了真愛。
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