[S02] 078 世界上最大的“细胞银行”

一、世界上最大的细胞银行

1、坐落在华盛顿特区郊区的美国模式培养物集存库（ATCC），保存着世界上最多的细胞样本，这里是细胞的银行，世界上的生物实验室都从这里订货。

2、美国模式培养物集存库存储了3400多种动物和人体组织的细胞，保存了不同类型的干细胞，几千株病毒，几千种真菌的样本，还有很多生命体上的癌细胞样本，总共加起来有3万多个样本。

3、这里所有的细胞都保存在液氮的环境中，能冷冻细胞还是拜细胞冷冻技术的诞生，如果没有这种技术，简单的冻住只会造成细胞的死亡，他们在冷冻的过程中细胞膜会被大冰晶刺穿细胞膜，再解冻的时候细胞就死亡了。

4、如果在培养液中加入抗冻剂（二甲基亚砜），在1小时内从室温降低到-80℃，冻好后再挪到液氮的环境中，这样冻住的细胞可以大比例的复活。

5、抗冻剂可以防止培养液里出现大冰晶，这样细胞膜外面不会被刺破，在冻住的过程中细胞内的水分会渗透出去，所以细胞在冰冻的过程中大量失水，内部也没有冰晶刺穿细胞膜，这就是细胞冷冻技术的基础原理。

二、海拉细胞

1、海拉是一位癌症患者海莉耶塔·拉克丝，她在1951年因宫颈癌去世，去世时只有31岁，但是医生在她生前治疗的时候取了她的宫颈上皮细胞。

2、这些海拉的癌细胞繁殖速度巨快，大约每24小时数量增加1倍，很多医学实验室都用海拉细胞研究癌症，比如植入到动物的皮肤下、眼睛里看会不会产生肿瘤。

3、还有一些实验室利用海拉细胞的快速繁殖的特性，为了节省时间，研究各种病毒、致病菌感染人体细胞的过程。

4、到目前为止海拉细胞已经繁殖了上千万吨，这个量远远超过海拉本人身体的重量，她的家人在海拉去世20年后才知道了这件事：海拉的细胞在全世界的分布量非常多。

5、在2010年美国莫尔豪斯医学院的教授为海拉捐款树了一个墓碑，上面写着，她的细胞，将永远造福人类。

三、人体冷冻

1、有些病人希望给自己留最后一些机会，会选择冷冻人体，有些人希望保留自己的思想，也会选择冷冻自己。

2、目前世界上有3家比较大的人体冷冻公司，两个在美国，一个在俄罗斯，服务分两种，一种是冷冻脑神经，一种是冷冻整个身体，费用前者是几万美元，后者是20-30万美元。

3、这些服务在学术界的名声很差，大部分学者对这类服务是否定的，因为到目前为止没有出现任何一个成功的人体冷冻、解冻案例。所以这种冷冻相当于花了30万美元买了一个昂贵的墓地。

四、细胞的样式多种多样

1、人体大约有40万亿-60万亿个细胞，其中比较小的，像血小板只有2微米，但大部分细胞没有这么小，典型尺寸，比如像海拉细胞，20微米。

2、卵细胞有100微米，肉眼就几乎可见了。再大的就是肌肉纤维细胞了，它是细长的，一个有10几厘米长，最长的是神经细胞，从脊椎到大脚趾，大约有1.1米或者1.2米，最大和最小查了百万倍。

3、如果把每个细胞单独拿出来放在营养液中，他们却都能单独活下来，只不过寿命相差也比较大，比如血液中的白细胞寿命大约几小时，肠粘膜细胞寿命是3天，干细胞寿命一年半，神经细胞寿命有7、80年，寿命上也差了十多万倍。

4、科学家们认为细胞也能成为单个的生命，因为有些人体分化出来的细胞，拿到体外单独培养时，他们的形态会和在体内时不一样，会爬在培养皿底部，就好像伸出了一些手足扒住了池底那样，这样子太像单细胞动物了。

5、免疫系统中的白细胞，平时漂流在血液中，但一发现有细菌感染，马上就离开了循环系统，进入被感染的区域，四处搜寻，就像一个掠食者那样四处找细菌，然后把他们吞掉，消化掉。精子也会像鞭毛虫一样游动，这种形态真像一个独立的生物。

五、蛋白质折叠

1、DNA序列的排布可以指导氨基酸序列的形成，然后再由氨基酸组成蛋白质，可蛋白质在结构上的复杂就不是DNA长链序列可以比的了，因为蛋白质的结构是在三维空间里展开的，而DNA长链是一维上的东西。

2、氨基酸的长链在细胞中只要出现就会在极短时间中在三维空间按一定规律折叠起来，而且这种变化几乎是一刹那就完成的，而且每次折叠后的结果都是高度一致的。

3、氨基酸序列的排序是蛋白质的一级结构，折叠完成是蛋白质的三级结构，但是我们现在没有通用的方法通过知道一级结构计算出三级结构。少数可以计算的，计算量也是非常巨大的。

六、分布式计算：folding@home

1、folding@home项目是分布式计算中计算力最大的一个项目，当前的算力是50PFlops，这个算力已经接近了目前世界上最强的超级计算机天河二号，天河二号的算力是55PFlops。

2、天河二号这样的超计算机的租用费用非常高，大约每小时30万人民币，如果为了计算一种蛋白质的折叠结构，计算一年的费用是300亿人民币，这是任何实验室都难以承受的。

3、folding@home已经贡献了16年算力，在高水准的学术期刊上，现在已经有120篇的论文是folding@home贡献的结果。

4、分布式计算最初是为了利用个人台式机的剩余算力，很多人下载下来只是为了测试自己的新CPU和显卡。

5、后来逐渐成为了计算机硬件厂商霸榜的一种宣传方式，现在英特尔，惠普，外星人，AMD，苹果都在榜上。