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和理學流行文化:《自毀的程序》

Updated: Aug 12, 2023


《自毀的程序》MV
《自毀的程序》MV

繼「物語」同「重生」系列後,歌手柳應廷嘅「虐心三部曲」亦都喺上年尾圓滿結束,相信唔少樂迷都唔捨得呢個歷時三年嘅計劃完結。


作為一個Bio人,三部曲入面嘅第二首作品就令小編聯想起一個生物學概念,所以今次就為大家介紹生物學上嘅「自毀的程序」。


「由他破碎 自毀哪有程序」 細胞凋亡(Apoptosis)係細胞進行程序性死亡(programmed cell death)嘅一種方式。同壞死(Necrosis,細胞因為受傷/外來刺激而死亡)嘅情況相比,細胞凋亡係一個由細胞主動操控嘅過程,屬於正常嘅死亡程序。



細胞結構

細胞凋亡可以經由其他細胞所傳送嘅外來訊息或者細胞內嘅線粒體(mitochondria)所觸發。當「自毀的程序」開始之後,一類名為Caspase嘅蛋白酶會被活化。Caspase能夠破壞細胞入面嘅蛋白質,並引發一連串反應,促進整個細胞凋亡過程。



細胞凋亡和細胞壞死的分別

Credit: jfmskin.com

由於細胞凋亡係一個循序漸進嘅過程,所以因「自毀」而死嘅細胞同一般壞死嘅細胞喺外觀同結構上都有明顯分別,例如前者嘅DNA會被分解成多段長度相約嘅碎片,相反後者嘅DNA就會被隨機分解。


沉溺過去 成長也有程序」


雖然聽落有少少違反直覺,但細胞凋亡其實係生物發育嘅必經階段,因為呢個過程能夠幫助生物移除唔需要嘅細胞,令身體長出新結構。例如兩棲類動物經歷蛻變(metamorphosis)時會透過細胞凋亡去消除尾巴同部份器官;人類喺胚胎時期亦需要透過呢個過程去消除手指之間嘅組織,先可以分開本來呈蹼狀嘅手掌。

細胞凋亡與生物發育

「徘徊在 生關死劫 或有選擇?」


除咗幫助生物發育之外,「自毀」更加係身體嘅防禦機制。細胞凋亡可以清理身體入面受損、老化同異常嘅細胞,對於維持體內平衡(homeostasis)非常重要。例如腫瘤抑制蛋白(tumor supressing protein)會透過控制細胞凋亡去消滅出現變異嘅細胞,阻止癌症形成。


細胞凋亡

Credit: fucoidan.blog


由於腫瘤嘅形成源於細胞凋亡機制無法正常運作,以致癌細胞能夠不斷增生。有見及此,有抗癌藥物就以修復細胞凋亡作為消滅癌細胞嘅手段。呢個方法可以對付唔同種類嘅癌症,對正常細胞嘅影響亦較低。


除咗癌症外,細胞凋亡其實同一啲常見嘅疾病好似阿茲海默症、柏金遜症等都有關係。期望學者日後能夠透過研究「自毀的程序」認識更多疾病背後嘅成因。 References: Favaloro, B., Allocati, N., Graziano, V., Di Ilio, C., & De Laurenzi, V. (2012). Role of apoptosis in disease. Aging, 4(5), 330–349. https://doi.org/10.18632/aging.100459


Ishizuya-Oka, A., Hasebe, T., & Shi, Y.-B. (2010). Apoptosis in amphibian organs during metamorphosis. Apoptosis, 15(3), 350–364. https://doi.org/10.1007/s10495-009-0422-y


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