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重水使生物钟走得更慢:如何延缓细胞的时间

一年零六个月前

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发布于2021年6月9日下午2点

莱比锡大学的科学家与来自德国和英国的同事合作,成功地可逆地减缓了细胞过程。由Josef Alfons教授Käs和Jörg Schnauß博士领导的生物物理学家团队能够在实验中证明,细胞可以在不改变温度的情况下转入慢动作。从物理的角度来看,这种可能性迄今为止只在相对论的背景下存在。他们最近在著名杂志《先进材料》上发表了他们的发现。

细胞不仅是我们的生物组成部分,而且是高度动态、活跃的系统。Käs教授领导的研究小组成功地用重水显著降低了这些动态,而不损害细胞。

“一般来说,很多人都知道重水在核电站中的重要技术用途。我们在这里采取了不同的方法,并能够证明,对于细胞来说,时间——或者更具体地说,它们的动态——在重水的存在下可以显著减慢,”Käs说,他一直致力于研究细胞和组织的物理特性。研究表明,在不同的生物学水平上,细胞的运动及其动力学只是在慢动作中进行。“在相同的温度下,细胞动力学可以减慢,这非常有趣。到目前为止,只有相对论在物理背景下提供了这样的可能性,”Käs解释道。他补充说,这些结果为一种为细胞和器官提供更持久的抗退化保护的方法奠定了基础。

研究人员用各种补充方法证实了这一效应,并将观察结果归因于结构蛋白之间相互作用的增加。“重水也会形成氢键,但这些氢键比正常的水环境更强。因此,结构蛋白,如肌动蛋白,似乎彼此之间相互作用更强,并短暂地粘在一起。令人惊叹的是,这种效应是可逆的,一旦细胞被转移到正常的水介质中,它们就会再次显示出它们的固有特性,”Jörg Schnauß博士说。“更令人惊讶的是,这些变化显示了被动材料的指纹。然而,细胞是高度活跃的,远离热力学平衡。如果它们表现得像被动材料一样,它们通常就死了。”Käs补充道。

然而,正如研究人员所能证明的那样,在他们的实验中并非如此。他们现在希望能够利用所获得的知识使细胞甚至组织保持更长的生命周期。如果这种方法得到证实,重水可以用于更长的存储时间,例如在器官移植期间。

《先进材料》杂志原标题:

慢动作中的细胞:明显过冷增加生理温度下的玻璃行为

就像你在网上读到的任何东西一样,这篇文章不应该被理解为医学建议;在改变你的健康计划之前,请咨询你的医生或初级保健提供者。

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提供的资料:

https://www.uni-leipzig.de/en/newsdetail/artikel/wie-sich-zeit-fuer-zellen-aufhalten-laesst-2021-06-04/

http://dx.doi.org/10.1002/adma.202101840

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