互动科普

将活体组织长时间暴露在冰点以下，会导致不可逆损伤。微冰晶会破坏细胞结构，使细胞失水，供体器官无法用于移植。因此，器官冷却后几个小时内就要进行移植手术。不过，一系列新型防冻剂的出现，或许可以延长器官的保质期。这些防冻剂与特别抗寒动物体内发现的物质功能类似。

一些北极鱼类、木蛙和其他生物体内有可以防止血液冻结的蛋白质，所以它们在极端寒冷的环境中也能生存。这使英国华威大学（University of Warwick）的科学家大受启发。曾有研究表明，在-1.3℃的环境中，这些天然的防冻剂分子可以使大鼠心脏保存长达24小时之久。但是提取这些蛋白质费用很高，并且这些蛋白质对于某些物种来说有剧毒。研究的合作者、华威大学的化学家马修·吉布森（Matthew Gibson）说：“长久以来，大家都认为必须要合成与防冻蛋白一模一样的替代品才行，但我们发现，只要设计出和防冻蛋白有一样功能的新分子就可以，并不需要完全一样。”

大多数天然防冻剂分子都同时拥有亲水或疏水基团。科学家不知道防冻剂如何阻挡冰晶的形成，但吉布森推测，它们可能会不断推拉水分子，使其陷入混乱，从而避免凝结成冰。基于这种原理，吉布森和同事合成了一种螺旋形分子，分子的大部分区域是疏水基团，但中心处有亲水的铁原子。这种物质在防冻方面有着惊人的潜力，相关研究已发表在7月的《美国化学会》杂志上。研究人员已证明，其中有一些化合物对秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）无毒，这表明它们对其他动物也可能是安全的。

美国圣约瑟夫大学的生物学家克拉拉·多拉马拉尔（Clara do Amaral, 未参与此项研究）说:“这些模拟物并非是蛋白质，而是其他类型的分子，但它们却可以发挥一部分天然防冻蛋白的作用，这很酷。”吉布森团队研发的防冻化合物，仍有待在人体中进行测试，而这也可能只是解决了一部分问题。多阿马拉尔补充道：“问题不在于仅仅合成一种给器官防冻的神奇化合物，还在于研究一整套适配的系统。我们还不知道动物防冻的整个机制。”