数学
死亡不是终点：数学模型揭示细胞可以复活
研究人员正在重新定义判断细胞是生是死的标准。
细胞死亡是生物科学中的基本概念。尽管它至关重要，其定义却因情境不同而异，且缺乏统一的数学定义。
东京大学的研究人员提出了一种新的数学定义，将死亡定义为细胞是否能回归到某种预先设定的“代表性生命状态”。这种状态是人们公认的“活着”的状态。他们的研究或将为生物学研究和未来的医学发展提供新思路。
尽管我们不愿深思死亡，但无论是动物、植物，还是细胞，终将面临死亡。虽然我们可以区分活着和死亡，但你可能会惊讶，细胞层面的死亡并没有一个公认的数学定义。
鉴于细胞死亡在多种生物过程中具有重要作用，并对健康产生深远影响，理解细胞死亡的真正含义在研究中尤为重要。
从数学角度探索生命与死亡的界限
“我的长期科学目标是从数学上理解生命与非生命的本质差异，为什么从非生命到生命的转变如此困难，而反向却如此容易，”东京大学普遍生物学研究所助理教授Yusuke Himeoka说道。“我们这项研究的目的是开发一个数学定义和计算方法来量化生命与死亡的界限。我们通过利用生物反应系统的一个重要特征，特别是细胞内的酶促反应，实现了这一目标。”
Himeoka团队提出了一种基于细胞状态的数学死亡定义。他们的定义将“死亡状态”视为那些无法通过调控任何生化过程返回到显而易见的“生命状态”的细胞状态。这一研究促使他们开发了一个名为“化学计量射线”的计算方法，用以量化生命与死亡的界限。
该方法的开发聚焦于酶促反应及热力学第二定律。后者指出，系统自然从有序状态向无序状态转变。研究人员可以利用这些方法，更好地理解、控制甚至在实验室中逆转细胞死亡。
“这种计算方法目前还不适用于自动控制系统，例如蛋白质等构建的控制机制。自治性是生命系统的一个标志。我希望未来能够将我们的方法拓展到这些领域，”Himeoka说道。“我们往往认为死亡不可逆转，但这并非显而易见，也未必如此。我相信，如果死亡变得可控，人类、我们的生命认知以及社会都会发生彻底的改变。从这一点来看，理解死亡在科学和社会层面都有重大意义。”
本文译自 scitechdaily，由 BALI 编辑发布。