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标题: 干细胞演化——the Origin of Life [打印本页]

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作者: marrowstem    时间: 2010-11-18 08:56     标题: 干细胞演化——the Origin of Life

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        谁都知道，生命是一个非常有序的有机体组织。这种有序性不仅令人感到神奇，有时更是表现的令人敬畏，打一个比方，就如人类自己，这个在进化上处于最末端水平的高等生物。从体表来看，最直观的一点是每个人都会有两只眼睛，而且无一例外地都是长在脸的前面、眉毛的下方及鼻子的两翼，如果有谁能在这个星球上找出一个眉毛长在眼睛下面或有三只眼睛的活人来，那估计此人可以作为怪物的典型写进教科书，因为这是只有在神话小说中才可以发生的事实，如《封神榜》或《西游记》中的哪吒。此外，更让人感到神奇的是，眼睛又为什么能看到大千世界、不同形状的万物，并在脑海中得以呈现。此就是生命无比神奇、令人惊讶的特证性体现之一。$ |) _. @4 L/ A8 f% S6 }
       另外稍加注意，您会发现，机体的布局存在一个特征，他们都是左右极为对称的，此当然也是机体有序性的一种表现。如果从头到脚，在身体的正中间划一条线，就可发现左右两侧的身体表面器官都是对称分布的，有双个的器官如眼、耳朵和手脚是这样，单个的如嘴和鼻子也是如此，生命体中的这种对称性也叫镜像对称。
9 E( F- {; h/ B- p% v/ S8 M        那么进一步地观察，机体内部是不是也是这样一种情况呢？答案是不。我们知道，人只有一个心脏，是长在胸腔里的左边；肝也只有一个，但是长在腹腔的右侧，这种不对称性分布还包括胃肠、胰腺和胆囊等脏内器官；而另一方面，同样是内脏器官，但肺和肾的分布又是基本对称的。对此不仅要问，为什么在一个机体内，体表器官的分布是对称的，而体内的布局却又是有的对称、有的不对称的？答案至今还是不甚明确的，虽然有了一些相关基因的克隆，但有一点可以有把握说的是，肯定是因为细胞的不同组合和特定基因的差异表达的结果。

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作者: sunsong7    时间: 2010-11-19 14:00


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$ \1 ^7 t9 F/ T3 M# o相对于今天人类对科学的认知水平，我们只能惊讶于“大自然”的智慧，用“完美”来形容“造物主”那无与伦比的创造力和审美观...但我始终相信这个“造物主”本质上就是科学家，通过观察我们可以这样判断——所有生物都有精心“雕琢”的美感，所有生命现象都有严谨构思的“设计”，Craig Venter博士设计并创造Synthia后，更肯定了这一猜想，基因组学、蛋白质组学、干细胞学研究的结果让科学家一步步逼近生命的真谛，着手对生命“重新编程”和“全新设计”是迟早的事情。

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作者: marrowstem    时间: 2010-11-19 14:02


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       在器官和组织水平，生命同样表现为高度的有序性。我们知道，每种组织或每个器官都有它自己特定的功能，如胰腺的作用是专门负责分泌起消化吸收作用的各种胰酶、脑组织则负责神经信号传导和整合作用。而说到底，这些不同组织或器官都是由相应细胞的有序排列来完成功能作用的，也即器官或组织之所以能起作用，事实上是因为他们内部含有了相应细胞所组成的特殊结构单位，如腺体或肌纤维单位。这也是为什么说细胞是生命体结构的基本组成单位和生命活动的基本功能单位的原因。
3 @  r+ ^$ P8 M9 N' c; o' k     而且生命的有序性在细胞内部也同样表现得非常明确，如双链DNA的碱基互为对称配对，且每一个基因都会有它特定的DNA排列顺序。另外基因的复制、转录和翻译都会在细胞内特定的区域进行。因此可以说生命的每一步、细胞的每个动作、基因的每次表达都是高度有序的，具有时间和空间上的有序性。

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作者: marrowstem    时间: 2010-11-20 14:18

以上这些不同层次结构的有序性其实就是生命本质特性的体现，那么针对这些有序性，机体又是如何来完成的呢？有人也许马上会说，肯定是基因起的作用。不可否认，基因DNA确实是生命体的唯一具有遗传性质的物质，每个进化生存下来的基因都会有它自己的特定作用角色和生命意义。但要明确的是，基因只是纯碎的信息，如果脱离了细胞这个场所，基因自己是没有生命意义可言的。

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作者: marrowstem    时间: 2010-11-20 14:19

为什么要这样说，因为生命的一个最基本特征就是这个物体必须能自我复制并传代。而无数的实验证明，单独基因自己是完不成这种角色任务的，它往往需要在细胞这个平台来实现它的功能发挥——复制和转录。如病毒，它就是单纯的核酸DNA，现在并不认为它是一种生命体，因为它必须寄宿在一定的细胞内才能繁殖和遗传，而表现出它的传染特性来，单独存在既不能复制也不能传代，永远是“死”的，所以它不能算是有机体之一。
$ H9 D; x4 n! |* Y      有人甚至把保存完好的整个细胞核（含有全套基因组）分离出来，在体外进行培养，发现没有一个物种的细胞核可以在外界持续存在并复制传代，另外细胞中的其它一些大分子和细胞器（如线粒体，有核酸DNA），也都不具备可以在体外单独生存并繁殖传代的功能。

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作者: marrowstem    时间: 2010-11-21 19:23

因此，只有细胞才符合具有生命含义的最小功能单位的定位。我们知道，细胞本身就是一个高度有序的结构体系，同时具有能自我复制、自我调控及自我装配的特性，并可以与外界进行物质和能量的交换。生物体的一切生命现象，如生长、发育、繁殖、代谢和应激等，事实上都是由细胞单位的活动来体现并完成的。
5 C( ?8 H' u/ z/ x      细胞虽然是生物体结构和功能的基本单位，但不能就此认为所有的细胞都是相同一致的，即使在单一个体内，也存在着因分化而产生的各式各样的外观和功能上不同的细胞种类，这一点尤其在多细胞生物中表现明确。为了说明，同样还是举我们人类自己身体的组成结构来当靶子。现在知道，人体由260多种细胞组成，而且每种细胞又存在分化水平上的幼稚和成熟之分。另外，即使在同一器官或组织中，也并不是单种细胞的简单组合，反过来说同样是由不同种类的细胞组成特定的结构来发挥特定功能的。可以说，在任何一种组织内，每个细胞都会有他自己的所处位置和功能角色定位。

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作者: marrowstem    时间: 2010-11-21 19:23

同时每个分化了的细胞也会有自己的寿命期限，如今天覆盖在我们体表的皮肤细胞和一个月前是完全不一样的，因为表皮细胞只有短短一个月的寿命，可以想象，因为外界各种因素和皮肤细胞本身寿命的影响，我们体表的皮肤细胞每时每刻都在前仆后继的死去，而他们死后必须由体表下面、相对年轻的皮肤细胞通过增值和分化来进行补充。这一点可能与物种的群体性一样，一代又一代，老的死了，年轻的一代会接上来，由此物种可以做到生生不息，细胞也是具有社会性，同样表现如此。

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作者: crystal    时间: 2010-11-21 20:45

写得很好，新成代谢！

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作者: marrowstem    时间: 2010-11-23 20:16

比皮肤细胞寿命更短的是血液中的血小板，从出生到死去只有短短一周在体内存在的时间。其实不光是皮肤和血液细胞，机体中其他组织的细胞也在每时每刻的老死或损伤意外而亡，为了维持稳态，机体同时又会生成相同数量、相同性质的细胞来进行替代和补给。而且这种细胞新旧更替现象不仅在机体发育阶段存在，在机体成熟后及走向衰老的各个阶段也都是同样存在的。那么这么繁重的细胞新旧更替任务，机体又是以什么机制来确保完成、并做到万无一失的？答案是细胞可以分裂，此是细胞学说的第三点内容：细胞来自细胞（Omnis cellula a cellula）。

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作者: marrowstem    时间: 2010-11-23 20:16

一切细胞来源于细胞，而且都是以一分为二的方式进行细胞分裂，产生的两个子细胞会获得母细胞全套的遗传信息，在分裂前母细胞会复制两份遗传物质，并确保是健康无突变的。因此如果一定要追踪溯祖，或许可以追溯到机体最初形成和产生时的那个细胞中去，对哺乳动物来说这个细胞即是精子和卵子碰撞后形成的那个细胞——受精卵。

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作者: marrowstem    时间: 2010-11-27 16:08

到此会碰到一个无法回避的问题，组成一个机体这么多种类的细胞又是如何产生及形成的？这个问题现在是有答案的，即细胞的分化。对多细胞生物来说，假如细胞不会分化，而只是一味地在数量上增值，那么所有产生的细胞都只能保持原始细胞的状态，结果形成的只能是一团乱糟糟的细胞团，肿瘤就是这样一种情况。因此如果没有相应的细胞分化，一个具有生命意义的有机个体肯定是没法形成的。所以细胞分裂虽然是细胞分化的基础，但仅有细胞分裂，生物体是不能进行正常的生长发育及成长壮大的。

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作者: marrowstem    时间: 2010-11-27 16:09

其实到目前为止，对于细胞怎样分化、又如何进行是所知不多的，目前认为勉强可以接受的一个概念是：在个体发育过程中，同一来源的细胞通过细胞分裂，产生的子代细胞逐渐在形态、结构和功能上产生稳定差异的过程；实质上就是基因选择性不同表达的结果。分化是指在空间上细胞之间出现差异、在时间上同一细胞会有年轻年老的状态。

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作者: marrowstem    时间: 2010-11-29 18:15

因此在机体内部，不仅在发育阶段存在，同样在机体成熟及衰老阶段也存在的细胞新旧更替机制是由细胞不停的分化和增值来实现和完成的。事实上，我们全身上下、由内到外，所有的组织和器官都是由这样一套机制来维持机体的稳态和健康有序的。现在也知道，这套机制的核心是机体内有一群分化还处于非常原始状态的幼稚细胞，他们在数量上很少、只有一小撮，这群细胞就是万能的干细胞。9 X' O# x0 c- H8 x% i
        为什么说他是万能的，因为他能分化产生机体所需的各式各样的所需细胞。从某方面来说，干细胞可以象工厂般源源不断地产生各具功能的子细胞，但在产生和补充机体所需细胞的过程中，每一步都有严格的机制来调控，确保让干细胞的子代一代比一代成熟、一代比一代特化。

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作者: marrowstem    时间: 2010-11-29 18:15

我们知道，任何一种细胞在机体内都会有自己的身份和角色，如负责营养吸收的肠腺细胞，专干信号传导、有电线一样轴突结构的神经细胞，以及负责清除体内各种垃圾毒素的肝脏细胞，以及专门用来消灭外敌入侵、在血液中游走的各种免疫细胞等等。他们无一都会有自己的身份特征，表现出来的要么是细胞膜上有神经细胞的标记，要么在胞浆内有肝细胞的信号存在，这些各种各样的标记就是细胞的身份特征所在。

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作者: lemmon29    时间: 2010-11-29 23:26

写的真好！

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作者: marrowstem    时间: 2010-12-1 17:35

对此干细胞却又是一个明显的例外，到目前为止一个不得不承认的事实是，研究发现干细胞罕有甚至没有相应细胞标志的存在。对于这个例外，也许可以这样来理解，干细胞本身就是未分化细胞的代名词，就像婴儿一样，还是一张白纸。因为是最幼稚的的细胞，所以干细胞几乎还没有任何基因的表达和转录，由此也就不会有任何分子标记可以被分离和鉴定出来。因此那些希望通过细胞表面标记来分离和筛选干细胞的人可能会无功而返了。

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作者: marrowstem    时间: 2010-12-1 17:36

干细胞往往隐藏在机体的最深处，有人形象地形容他就像蜂群王国里的蜂王一样，长寿且享有最舒适的生活，不用干活、吃住有人伺候，宛如一个君王，享受着人世间最美妙的生活。唯一的任务是产子、繁衍后代，来使这个群体兴旺发达。那么同样都是细胞，为什么只有干细胞能承担起机体这么重要的角色任务，答案是干细胞具备非凡力量的同时，又被赋予了不朽的生命。也许肯定是细胞演化的原因，多细胞生物在进化的征途中，体细胞与干细胞分家，同时干细胞获得了一个其他所有细胞都不具备的特定功能——他能不对称分裂。

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作者: marrowstem    时间: 2010-12-3 17:55

就像《西游记》中的齐天大圣孙悟空一样，具有分身术的本领——拔一根毛就能再变一个悟空出来，而自己的那个生身却永远在背后站着。具有不对称分裂性能的干细胞也是如此，在每次的的不对称细胞分裂后，所产生的两个子细胞，其中一个与母干细胞完全一致、且仍处处，即干细胞的巢中，此可避免自己被分化的命运发生；而另一个子细胞则获得相应的发育命运，会离开干细胞巢，一步步地走向进一步分化下去的不归路，但此可满足机体所需的各种细胞，并通过增值达到细胞数量上的要求，如有过多产生的细胞，通过凋亡来进行平衡。因此干细胞的一次不对称分裂能把两个任务同时完成，即一方面维持了干细胞数目上的稳定性，另一方面又发挥了满足机体所需的细胞补充作用。

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作者: marrowstem    时间: 2010-12-3 17:55

那么干细胞的不对称分裂又是怎样一回事呢？即他是如何进行的？这是一个新兴的研究领域，到目前为止，机制还不甚明了。虽然在果蝇（Drosophila）、美丽米线虫（C elegans）等模式生物中的研究有一些发现，但对哺乳动物的研究知道的并不多。

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作者: marrowstem    时间: 2010-12-5 16:09

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目前已知并得到一定认可的几点是：
7 q& f( F( L$ M1 {2 I3 c7 n+ l/ e       ①细胞复制时中性粒的极性分布，被认为是永远的中心粒，即在干细胞巢提供的外源信号的作用下，母细胞的中心粒总是停留在靠近细胞巢的那一侧，而子中心粒则移入细胞另一侧，由此产生的两个子细胞可获得不同的发育命运。. n0 t6 f) R+ \8 T) `1 u" R* Z
       ②是不朽的DNA链，有实验观察到母细胞的DNA链倾向于共同进入某一子细胞中，此从一定程度上暗示维持干细胞特性的子细胞保留母链DNA，以避免可能发生的复制错误和突变产生，该现象在体外细胞培养中也同样存在，说明其独立于体内的干细胞巢。
* W' ~. D& O* K* F$ z       ③是干细胞分裂时，决定细胞命运因子的不对称分布，典型例子是果蝇成神经细胞的不对称分裂，研究发现一个进化中保守的细胞命运决定因子Numb不对称分布于将要分化的子细胞中，Numb是Notch信号通路的抑制因子，其不对称分布可导致细胞命运的不同。
' _4 |! v6 ?# j" C       ④是细胞极性因子的不对称分布，在干细胞分裂时， Par3、Par6和aPKC这三种蛋白在细胞内的不对称分布决定了细胞极性轴的取向，进而引发其他命运决定蛋白和纺锤体的极性分布。
* M1 ?$ `' L5 j+ R8 @! V: e: @( E) f       ⑤是染色体的表观遗传修饰，一些作用于细胞核内的活性因子，可激活或抑制组蛋白修饰，影响相应基因的表达，使表观修饰不同的子细胞具有不同的分化命运。: ]& X$ v8 x4 o% {2 M- f+ I
       ⑥是干细胞巢的影响作用，干细胞巢是维持干细胞状态的“微环境”，可通过信号传导和直接与干细胞相互作用调控其分裂面和胞内信号不均分布而导致干细胞的不对称分裂。
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作者: marrowstem    时间: 2010-12-6 18:42

干细胞巢就是干细胞所居住的家，是孵育生命的源泉所在地。巢的英文名称是niche，0 O, {5 V! Z7 U7 i0 P0 x$ ~
         这个词有多种含义，从解剖结构角度来看，niche的意思是隐窝（recess)；从生态学角度来看，他意味着是一个能繁衍后代的住所（habitat)；而在法语中他的意思又是一dog-house。而如果翻译成中文，niche的意思是壁龛，指专门用来放置观音或关公等圣物的墙壁凹入处。 & U( \( l8 H6 K% G* z+ }

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作者: marrowstem    时间: 2010-12-6 18:43

不得不承认，对干细胞巢的结构和机制上的研究目前也是所知甚少的，下面同样也用六点来进行已知可能的阐述，允许我用六个“W”来说明：
) Y9 H# t1 i$ Q        第一个“W”：干细胞巢之Why？即为什么要有干细胞巢？
+ e2 V' E9 ]2 k1 Y9 ~5 [, I回答是：干细胞作为一种未分化细胞，必须在一特定的微环境之内才能“生活”并繁衍后代，并使干细胞处于一种可调控的状态。
+ s* y. `: H5 _+ M* O+ W/ C6 F       这个微环境其实也就是干细胞的巢，它对干细胞的各种活动提供了全方位的保障，包括屏蔽掉分化刺激、凋亡刺激以及其它能够影响干细胞群体稳定的刺激，从而促进干细胞自我更新的维持及干细胞池的稳定。
+ c! \9 W. ?" A) d

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作者: marrowstem    时间: 2010-12-6 18:44

不得不承认，对干细胞巢的结构和机制上的研究目前也是所知甚少的，下面同样也用六点来进行已知可能的阐述，允许我用六个“W”来说明：
) d/ A, [0 r: a, @$ J) p# u- V        第一个“W”：干细胞巢之Why？即为什么要有干细胞巢？
; h, O2 L' N$ \8 I  P' [) S! Y3 B: U回答是：干细胞作为一种未分化细胞，必须在一特定的微环境之内才能“生活”并繁衍后代，并使干细胞处于一种可调控的状态。9 M* `, r8 V; [% E
       这个微环境其实也就是干细胞的巢，它对干细胞的各种活动提供了全方位的保障，包括屏蔽掉分化刺激、凋亡刺激以及其它能够影响干细胞群体稳定的刺激，从而促进干细胞自我更新的维持及干细胞池的稳定。
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作者: marrowstem    时间: 2010-12-7 18:36

第二个“W”：干细胞巢之What？即什么是干细胞巢？+ `- w. ^( [6 I" T' D
    答：不同种类的干细胞生活在不同结构的巢中，就像人住的房子有别墅、也有茅草房，但不管怎样的房子，一些基本的房子要件还是基本相同的，如门用来进出、窗用来通风及砖头水泥用来搭建，所以虽然真正的巢结构还未全明确，但可以大概猜准的是——巢很可能就是一微血管的结构（vascular niche），一毛细血管床的组织，因为此结构基础基本可提供干细胞生存用的氧气和营养水分的补给，最重要的一点是只有此类结构可使干细胞及他的获得极性的子细胞子细胞自由进出。
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作者: marrowstem    时间: 2010-12-7 18:36

  第三个“W”：干细胞巢之Which？即干细胞巢是由什么要素基本组成的？
2 i3 l0 }6 h5 b9 }6 ]( O    答：基本组成可能须有毛细血管提供门窗，内皮细胞提供锚定，间充质细胞和一些细胞外基质作为房子所用的钢精水泥和砖头瓦片。1 G1 O7 ~) X  U3 @; h; R# i

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作者: marrowstem    时间: 2010-12-8 19:11

第四个“W”：干细胞巢之Where?5 Q8 z) j$ ?  |* H8 y: Q- ^
    答：不同时期，不同种类的干细胞往往居住在不同的干细胞巢中，如果要问干细胞巢在哪里？可以说：Here，there and everywhere!% Q& o3 Y8 M7 R8 G. Y! N  `# v* D
第五个“W”：干细胞巢之When?
, S- O) V8 _" ]    答：干细胞从最初的内细胞团产生，随着发育进程，分别迁居卵黄囊、胎儿肝脏到最后的骨髓定居，及后来成体组织中的各种干细胞的产生和存在。从生到死，干细胞巢同样也可说是时时都有、处处都在。, m/ I0 a8 P2 `6 o
    第六个“W”：干细胞巢之How？
, P6 f0 b5 a3 g+ Y4 j0 k0 T, P    答：个人认为干细胞巢对干细胞的生存及作用发挥都是极为重要的，就像种子与土壤的关系。. T2 \; ^! I0 `. _4 `+ K; ?

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作者: marrowstem    时间: 2010-12-8 19:11

Good Seeds in Bad Soil！干细胞巢可能也是一把双刃剑，“橘生江南则为桔，生于江北则为枳”，如果干细胞巢因为外因的影响，如慢性炎症、衰老等等，可使巢的性质发生本质性的改变，而导致一恶性质的niche的形成（肿瘤微环境），那么意味着一个潘多拉的盒子打开了，里面孵育出来的则是一个个的魔鬼癌细胞。因此个人认为，对干细胞巢的研究很可能找到能治愈恶性肿瘤的法宝来。

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作者: bin    时间: 2010-12-9 11:22

生命真的让人敬畏。

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作者: marrowstem    时间: 2010-12-11 11:07

男和女的结合可以产生后代，这是哺乳动物传种接代的基本方式。而事实上往细里说，其实就是精子和卵子的结合，然后是干细胞的产生，以及他的不停分裂和增值才最终导致一个完整个体的形成。每一次的细胞分裂都是一个cycle，会划出一个○，生命本身就是由无数个这样的圆来完事的，而干细胞则永远处在这些cycle的原始点，通过一次次的不对称分裂源源不断地产生可以执行各种功能的子孙细胞，而自己又能保持原态和数量上的稳态。: {- f  g9 @# W' C6 s8 n! {, h
        因此也可以说，干细胞不对称分裂所划出的那个圆是不完整意义上的一个圆，因为产生的两个子细胞命运是不一样的。这一点就像中国古代道家所奉行的那个阴阳八卦图形，其中的那两条颜色不同而头尾向背的鱼，则是两个命运不同的子细胞。

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作者: marrowstem    时间: 2010-12-11 11:07

另外也有人认为，生命现象其实就是一个“对称性破缺”的系统，这个系统是动态的，当系统中不均匀或不对称性产生时，往往意味着有新的结构出现。生物分子的相互作用构成了一系列的对称性破缺，从而生成了有复制能力的对称性破缺的反应系统，并最终导致生命现象的出现。

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作者: weiyepan    时间: 2010-12-11 16:22

回复 marrowstem 的帖子2 z: B. P) ?1 l- e
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有个问题想请教一下：6 U; Q7 A, B' r3 h# f
关于“②是不朽的DNA链，有实验观察到母细胞的DNA链倾向于共同进入某一子细胞中”的意思是原来的两条模板DNA链都留在了母细胞么？意思是DNA半保留复制后，又会重新退火为新合成的一对DNA和原来的模板DNA么？

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作者: marrowstem    时间: 2010-12-11 16:37

回复 weiyepan 的帖子
+ [* z; L" ~$ N9 g8 L3 u. r4 x  R( g7 V
我说的意思是DNA双链中的一条模板链也许是有极性的，而总是倾向于进入某一子细胞中，就像那个总是位于一端的中心粒。
- e5 T7 T6 Y; f        当然，不对称分裂现在其实所知甚少，有好多仅是猜测，尤其是对高等生物细胞的此项研究。

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作者: weiyepan    时间: 2010-12-11 16:46

回复 marrowstem 的帖子
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* v9 C: l9 }% c5 m, y! q我有一个想法：DNA复制后的两条链，其正义链甲基化程度是不一样的，其中正义链甲基化程度低的那一条进入干细胞，正义链甲基化程度高的那一条进入分化细胞。

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作者: marrowstem    时间: 2010-12-16 18:19

而且，生命这种结构的形成和系统的维持就是靠系统中各个组分与外界的相互作用才得以持续存在的，一旦各个组分以及与外界的作用发生了不可调和的矛盾时，疾病就会产生，衰老也是这样一个不断对称性破缺过程，因此单个机体的死亡是不可避免的，但在死亡之前，机体往往已完成后代的孵育。

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作者: marrowstem    时间: 2010-12-16 18:20

从微观上来看，这种对称性破缺的过程是由干细胞的不对称分裂来体现和完成的，因此对干细胞不对称分裂的机制研究很可能挖出生命隐藏的最深秘密。古人曾说过，机体的秘密隐藏在血液中，而我就此想说，机体的最深秘密隐藏在干细胞的不对称分裂机制中。5 N- R4 D  ?& [  \
       生命由干细胞来演化，干细胞的演化是生命之源。
, t' v. H! O* Z: m' d      Stem Cell Evolution——the Origin of Life！ / X5 R3 U, o% ~3 d: j0 s& H

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作者: hylok    时间: 2010-12-30 14:20

回复 marrowstem 的帖子
1 Z& i, p- K) b- j# Y" N+ i( e4 I% [: u1 b  ~5 r/ t) H
　　细胞对于人体和人对于社会有很多类似之处，因此人们有人是社会的细胞之说。细胞不是单独存在的，细胞器不是单独存在的，人也不能单独存在于世界。环境和其他成员对于该细胞而言是至关重要的，细胞器出现功能分化，细胞出现功能分化与人出现专业分工和社会角色分工是一样的道理。分化是为了行使整体功能，避免重复劳动，提高整体协同效率。分化协作使整体效率获得提升，这种效率提升对于每个细胞而言都是有益的，即超加合作用，整体竞争力的提升使这种组织在竞争的环境中得以延续和保存下来。细胞的新陈代谢，前赴后继，与人类代代相传有类似之处。干细胞的作用就像女人，在不断繁衍这后代，女人可以生女人，也可以生男人，男人承担更多的社会责任，而女人继续生男人和女人。人体的不同之处是人会衰老死亡，个体的衰老死亡对于群体更新是很重要的，人体衰老死亡对于细胞而言就想社会文明的衰落对于相对于个人。一个细胞不能见证人体的衰老死亡，一个人见证不了一个文明的衰落。
) |  u+ L9 w9 Q( x, o/ B　　人能否长生不死？文明能否长盛不衰？

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作者: gxbfan    时间: 2012-10-15 00:00

首先非常感谢楼主的好文，思路清晰，一以贯之，读后沁人心脾。以目前世界在 iPS 细胞领域的研发势头，解决20%左右细胞癌变的问题因该是有可能的。如此，就能以人的成体细胞为源，为人体提供绵绵不绝的再生干细胞；再辅之以端粒和细胞氧化物等领域的大力研究和突破，人类最终实现战胜死亡这一梦想应该不会很遥远。这是任何宗教信条、政治力量、法律体系都阻挡不住的人类生命本性的趋势，这从世界各地呈燎原之势的 Bio DIY 的情况可见一斑。

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作者: tangzt    时间: 2012-10-15 14:45

好文章

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作者: tangzt    时间: 2012-10-15 14:45

很好的文章

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作者: syb55555    时间: 2012-11-19 16:07

相当不错的文章

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作者: marrowstem    时间: 2013-1-13 09:15

      就像150年前，达尔文提出的Evolution:the Origin of Species，以及孟德尔通过豌豆花实验发现的遗传学理论，随之在二十世纪兴起的分子遗传学，都是在证明和有机地联合这两个theory——进化在基因改变的基础上发生，基因是进化前进的基础。1 O6 R" z, J. z& z; {
    Robert Weinberg在他的大作《癌生物学》也把肿瘤的发生和进展归纳为：以evolution的方式发展，癌基因被激活和抑癌基因失活是基础。
7 f. X1 E* k5 b- U) \( s  b+ C    而我认为，大到物种的进化，中至疾病的起源，小到肿瘤的发生，他们都是须在干细胞的平台演义，只有在干细胞中的基因改变才有意义、才会显型。当然这也只是我的一家之言，可能看得懂、能理解的人并不会多。

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作者: knowtumor    时间: 2013-1-13 17:02

marrowstem 发表于 2013-1-13 09:15
5 n! K* |, s4 |. J就像150年前，达尔文提出的Evolution:the Origin of Species，以及孟德尔通过豌豆花实验发现的遗传学 ...

  s/ n& H+ ]3 r9 R7 L2 h我倒是赞成这一说法。关键还要一个问题，想请教楼主的看法。基因的变化是Mutation，还是modification？ 两者的差异是，前者是基因复制过程中的随机错误，而后者则是细胞主动的改变、扩增、删除某些序列。现在一般支持前者。早在钱钟书的《围城》中，就讲到，梅毒既可以产生畸形儿、白痴，也可能创造天才。这自然是mutation 的说法。我倒觉得，细胞应该能够主动改变某些序列，并通过某种方式，将信号传递给生殖细胞，遗传下去，这是典型的支持拉马克主义的说法。楼主如何看？

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作者: marrowstem    时间: 2013-1-14 19:45

       我认为modification也是因为细胞内外的环境影响的因素更大，癌变就是一个典型的例子，一些致癌剂说到底都是通过各种方式进入细胞内通过改变细胞核内DNA的那个环的修饰改变而引起的，物理因素的辐射，病毒基因的致癌也都是通过改变DNA的结构或排列顺序而引起突变的。
2 N- O9 }/ J7 v' k    你提到的拉马克主义的说法，我觉得更与表观遗传学相对应的多。
; T% ?, s/ I- i7 w7 m7 v% n   个人观点，仅供参考！" {* e+ {6 V! {, P
   

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作者: knowtumor    时间: 2013-1-14 21:52

回复 marrowstem 的帖子
  ~: O+ C7 R& w0 u5 s5 H- S: x+ b* v( ]* O4 n% P- ^& P
物理辐射引起的是随机的突变，无法解释为什么有固定的突变。如HER2，Cyclin D1等在乳腺癌的扩增。细胞为什么不能主动改变某些基因序列，如主动改一个位点呢？人类可以Knockout，Knockin，改变基因的序列方面，细胞的机器恐怕是人工永远无法比拟的吧？9 m% t: m" E$ ^

6 e3 M) z8 ~9 e1 ]我的观点是，HER2、cyclin D1、c-myc等的扩增，p53的失功能突变等是细胞为适应环境而有意为之。致癌剂是导致环境的改变，让细胞不得不变。
7 I( a7 i) Z5 v! B) q& t/ ]# I' f3 E; d! M% d0 ]/ ]: C
良性的肿瘤中也有点突变。如BrafV600E, 在80%的痣细胞中存在，比黑色素瘤细胞的比例都高。用mutation恐怕难以解释。" Y* \! k* j6 [) x2 e8 e6 y

# R' d0 i- D. z9 V" i3 G# U% n% i/ k在西藏居民中80%有一个血红蛋白的点突变，有利于携氧。这是典型的高原适应。用随机mutation加环境选择的现代达尔文主义，数学上肯定不成立。如果低氧可使造血干细胞主动改写某个位点，则拉马克主义就是彻底胜利。

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作者: marrowstem    时间: 2013-1-15 12:28

       达尔文进化论的基点是：物竞天择，适者生存。表现在基因上则是：突变是随机发生的，但有利于物种生存的突变被大自然选择活下来了，不利的突变则被大自然淘汰了。个人认为这是一个被大自然被动选择的过程，而不是机体内的细胞主动变化的前应后果的过程。我想这是达尔文进化论的核心思想。

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作者: marrowstem    时间: 2013-1-15 12:50

低氧可使造血干细胞改写某个位点，我不认为是HSC主动改写了那个位点，而是在很多的突变位点中，那个发生有利于携氧的突变位点在那个老祖宗中被大自然选择留下来了，因为这种人的后代在西藏高原缺氧的环境中更具生存力，后代更多，长时间来看则表现为人丁兴旺，而不利于在这种环境中生存的人因为后代逐渐减少，不要几代人的时间就被大自然淘汰掉了。
8 `! V2 J2 {8 f1 |) y0 c    如果你能证明一个人或动物在出生时那个位点没有突变，但在随后成长的过程中，因为高原缺氧的环境影响，而出现了那个有利于携氧的位点突变，我想这才算是拉马克主义的彻底胜利。不知我这样理解对不对。# S( k' T2 L2 r  |
   个人意见，仅供参考！

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作者: knowtumor    时间: 2013-1-15 13:20

回复 marrowstem 的帖子; [7 X8 @' m# t& k( ]/ C

( m, u/ P. _  j- E& S谢谢！你说的是典型的达尔文主义。% m$ C  ]. x5 v: A: L) I! J4 x

: ~! D! n/ k, b- Q/ X7 S可能是一个笑话，叫做工程达尔文主义。造飞机时，如果飞不起来，工程师就会把几百万个部件随机变动，直到造一个能飞的出来。
6 u/ D7 u! j6 j# f+ q
# j- Y# l  H' P工程拉马克主义则是，工程师可以根据需要，定向改变某个、某些部件。当然也要试错、选择，直到飞的好为止。
* k1 v! ]2 x) o7 m+ S( w4 d: A, W) x) `. m. U: d
两个主义，哪个更合理呢？
, [" g0 s: L+ a- |5 r" T1 C; H4 z4 Q& I/ m- P
在这种思想的支配下，我抛弃了达尔文主义。( S) g0 `5 N* ^# {9 _  F2 X
7 N+ H& C$ K# G+ F& ?

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作者: marrowstem    时间: 2013-1-15 17:30

Stem cell evolution——the origin of life.

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作者: marrowstem    时间: 2013-1-19 14:25

个人认为十多年前狂热的干细胞可塑性研究，七年前诱导多潜能（iPS）细胞的发现，以及几年前转分化现象的证实，其实背后这三种现象可能都是一个“东东”——即细胞可以在不同的环境中有不同的现型，而如果这个细胞够年轻的话。
; Y6 ~, K) H' V! t' |+ s      表观遗传可能在里面机制上有唱主角的作用。

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作者: seacat    时间: 2013-1-20 09:38

拉马克主义如何解释处女膜的问题呢？

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作者: seacat    时间: 2013-1-20 09:39

marrowstem 发表于 2013-1-15 12:50 ( t7 u' [! O4 a  S) y
低氧可使造血干细胞改写某个位点，我不认为是HSC主动改写了那个位点，而是在很多的突变位点中，那个发生有利 ...

( j5 G# R* N# K3 T8 m这还不够，还得两群无突变后来又突变的人结合产生的后代能遗传这个位点的突变才算胜利，

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作者: knowtumor    时间: 2013-1-20 10:59

seacat 发表于 2013-1-20 09:38 " x+ L# k; a1 G
拉马克主义如何解释处女膜的问题呢？

/ D, Q0 E/ k& W4 ]+ R
处女膜的问题是有人给达尔文主义出的一个难题，被你踢给拉马克主义了。# ]7 u# P6 x0 d# g6 o+ W+ J# {

& |1 @# V1 q, `+ M+ W将来能解释的可能是， “seecatism".

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作者: seacat    时间: 2013-1-21 11:38

knowtumor 发表于 2013-1-20 10:59 . v2 ?; l: [/ i0 B
处女膜的问题是有人给达尔文主义出的一个难题，被你踢给拉马克主义了。! r/ s6 L: M1 Z! Y

  u4 H( U$ t( {- I, L" q将来能解释的可能是， “seeca ...

8 X3 M& h  G* W: H$ j
处女膜的问题就是给拉马克主义的啊。) g4 B5 Q" R* K" |& ~" J) U' h- n/ H$ H
既然环境可以改造基因，女人的处女膜被捅破几十万年了，怎么还会存在呢？

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作者: knowtumor    时间: 2013-1-21 21:12

回复 seacat 的帖子
/ L: z+ B  ^( v/ F9 e7 H4 z! M3 _# F4 M# a4 M! c3 S9 w
给拉马克主义的问题是：为什么几十万年了，处女膜就废除不了呢？问题是，什么时候开始的？
" R, ?- h  T/ l* d) h( Z* f& z  b& w4 j( L9 U
达尔文主义的说法是，人是从猴子变来的。但猴子、猩猩都没有处女膜。怎么变来的呢？有一个猴子出现处女膜的突变，要遍及全人类，把没有处女膜的全都淘汰掉，不知达尔文主义是怎么解释的？* v9 j  u9 k- m. w" y6 z6 X5 x

; E! f; F$ T# Q0 D

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作者: seacat    时间: 2013-1-22 16:58

达尔文主义解释这个可以用竞争优势，处女膜在卫生条件差的时代保护处女的生殖系统。

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作者: knowtumor    时间: 2013-1-22 19:17

太牵强了吧。那是有孔的呀！拉马克主义的说法是，处女膜符合人类的道德标准。所以，只有人类有。

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作者: marrowstem    时间: 2013-1-22 20:04

  到此为止，上面的两位不要再无谓的争论这个观点了，意义全无的。

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