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防冻剂|低温技术科幻化：抗冻鱼启发新型防冻剂

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防冻剂|低温技术科幻化：抗冻鱼启发新型防冻剂
低温存储技术不但为诸多重症患者带来了生存希望 ， 还有助于缓解职场矛盾 。
用低温冷冻人类并在未来解封 ， 是科幻小说中的常见情节 。 不过 ， 如何可靠地储存生物材料（如细胞和组织） ， 显然是更现实的问题 。 现在 ， 生活在极地冰冷海水中的鱼类为新一代低温保护分子提供了灵感 。 “抗冻鱼”和其他低温微生物产生的蛋白质可以识别冰的形成并与之结合 ， 起到防冻剂的作用 ， 否则 ， 冰晶会对机体造成极大伤害 。
phys.org网站当地时间8月10日报道 ， 英国华威大学研究人员Matthew Gibson教授受抗冻鱼启发 ， 用合成聚合物重建了冰结合蛋白 。 人工方法的优点在于蛋白质性能易调整 ， 可实现规模化生产 。 Gibson教授说：“我们有成千上万种单体可用于合成聚合物 。 我们希望通过模拟部分特性 ， 改善冰冻细胞的方式 。 ”
在CRYOSTEM项目中 ， Gibson教授将聚合物添加到骨髓干细胞样本中进行了测试 。 在移植时 ， 骨髓干细胞需要进行冷冻处理 。 目前采用的主要方法是在冷冻时加入保护性溶剂 ， 但效果并不理想 ， 相当大一部分细胞无法存活 。 Gibson教授团队证实 ， 聚合物可有效降低低温保存所需的溶剂量 ， 减少对细胞的损害 。
荷兰埃因霍温理工大学研究人员Ilja Voets教授说：“细胞内外都可能结冰 。 冰在哪里形成 ， 就会破坏那里的细胞结构 。 冰结合蛋白能帮助我们应对冷冻组织样本方面的挑战 ， 现在 ， 实验室研究培养过程中 ， 只有大约半数的细胞在冷冻后可以使用 。 在进行组织样本研究时 ， 就更加困难了 。 冰冻蛋白类似物并不需要完美地保存组织 ， 因为组织有很强的再生能力 。 只要它能减少损伤 ， 组织就能自我修复 ， 满足实验需求 。 ”
低温保存技术的进步将对社会产生积极影响：部分企业为有推迟生育需求的员工提供了卵子冰冻服务 ， 超低温保存可能会成为一种保险策略 。 民间企业已经开始提供脐带血存储服务 ， 在未来 ， 或许还会出现心脏组织存储服务 。 Lemke教授说：“低温技术为人类提供了更多选择 。 ‘冰冻’这一冷酷字眼的形象 ， 可能即将发生转变了 。 ”
科界原创
编译：雷鑫宇 审稿：西莫 责编：陈之涵
期刊来源：《视界》
原文链接：
https://phys.org/news/2021-08-antifreeze-fish-cryoprotectants-human-cells.html
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