重大发现!疟原虫体内藏着微型“火箭发动机”

重大发现!疟原虫体内藏着微型“火箭发动机”。这一发现可能会给医学和科技领域带来突破性进展。犹他大学医学院、普莱斯工程学院、铁与血红素疾病中心还有健康学院的科学家们共同揭开了疟原虫体内旋转晶体的神秘面纱。这次研究发表在2025年的《美国国家科学院院刊》上,DOI为10.1073/pnas.2513845122。 对于这一课题,Paul Sigala博士和Erica Hastings博士做出了突出贡献。Sigala是犹他大学医学院的生物化学副教授,Hastings也是这所大学的教授。他们的团队在研究中发现,疟原虫体内有一种微型的旋转晶体。这些晶体由血红素组成,而血红素是含铁的化合物。这些晶体不停地旋转着,给科学家带来了极大的困扰。 研究人员把注意力放在了疟原虫细胞内的小隔间上。这个小隔间里装满了微小的含铁晶体,它们一刻不停地运动着。当疟原虫活着的时候,这些晶体就会快速旋转,速度惊人而且毫无规律可言。一旦疟原虫死去,这些运动就会立即停止。几十年来,科学家们一直试图理解这个现象背后的原理。 现在这个谜团终于被揭开了:这些晶体是通过分解过氧化氢来获得动力的。分解过氧化氢这个过程和火箭发动机用的原理相似。过氧化氢是疟原虫新陈代谢产生的“副产品”,它给旋转晶体提供了能量来源。黑斯廷斯博士说:“分解过氧化氢这个过程一直被用来驱动大型火箭。”但她没想到它也能在生物系统中被观察到。 研究人员通过实验证实了这个发现。他们把晶体从疟原虫体内分离出来后,发现单独使用过氧化氢就可以让它们旋转起来。当他们在低氧条件下培养疟原虫时(这会减少过氧化氢的产生),晶体的旋转速度下降了一半左右。 这个发现对治疗疟疾有重要意义。分解过氧化氢可能有助于减轻细胞压力。如果能找到办法阻断晶体表面的化学反应,或许就能杀死疟原虫了。这种机制在人体细胞中完全不存在,所以它成为了理想的药物攻击靶点。 这个发现还给纳米技术带来了创新灵感。西加拉博士指出:“自然界中可能还存在其他类似的过程。”这项研究可能为开发更先进的微型机器人提供新思路。纳米级别的自推进颗粒可以用于多种工业和药物递送场景。 这次研究得到了美国国立卫生研究院、犹他州铁与血红素疾病中心、犹他大学普莱斯工程学院及犹他大学健康学院3i计划的资助。参考文献:《疟原虫中疟色素晶体运动的化学推进》,2025年发表于《美国国家科学院院刊》第122卷第44期。 总之,这次研究揭示了一个前所未有的生物学现象,“火箭发动机”般的化学反应让人们对生命奇迹有了更深入的了解。这一突破不仅有望推动新型抗疟药物的研发,也为未来微型机器人技术提供了新思路。