近日，英國一項研究表明，人體內(nèi)的細(xì)胞就像計算機(jī)芯片一樣，通過有線連接來引導(dǎo)信號，從而指導(dǎo)它們?nèi)绾喂ぷ鳌?/p>

與固定電路板不同的是，細(xì)胞可以快速地重新連接其通信網(wǎng)絡(luò)，以改變它們的行為。這種細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)的發(fā)現(xiàn)使我們理解“指令”如何在細(xì)胞周圍傳遞。該研究近日已發(fā)表在Nature Communications 上，由英國愛丁堡大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)，英國心臟基金會資助。

人們普遍認(rèn)為，各種形態(tài)功能和結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器漂浮在細(xì)胞質(zhì)中，指示細(xì)胞該做什么的信號被認(rèn)為是以波的形式傳輸?shù)模ǖ念l率是信息的關(guān)鍵部分。

研究人員發(fā)現(xiàn)，信息通過一系列導(dǎo)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，這些導(dǎo)線在微小的納米級距離內(nèi)傳輸信號。荷電分子在這些微小距離上的運(yùn)動傳遞信息和計算機(jī)微處理器如出一轍。

這些局部信號負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)細(xì)胞活動，例如指示肌肉細(xì)胞放松或收縮。當(dāng)這些信號到達(dá)細(xì)胞核的遺傳物質(zhì)時，它們會指示結(jié)構(gòu)的微小變化，從而釋放特定基因，使其得以表達(dá)。

愛丁堡大學(xué)的科學(xué)家們利用類似于第一張黑洞圖片的計算技術(shù)，捕捉到了第一張細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)的圖片。(圖片來源：愛丁堡大學(xué))

基因表達(dá)的這些變化進(jìn)一步改變了細(xì)胞行為。例如，當(dāng)細(xì)胞從穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)入生長階段時，網(wǎng)絡(luò)就會被完全重新配置以傳輸信號，該信號開啟生長所需的基因。

研究人員表示，了解控制這種連接系統(tǒng)的代碼可以幫助理解諸如肺動脈高壓和癌癥等疾病，并可能有一天開辟新的治療機(jī)會。

研究團(tuán)隊通過研究細(xì)胞內(nèi)帶電鈣分子的運(yùn)動（這是在細(xì)胞內(nèi)傳遞指令的關(guān)鍵信息），揭開了這一發(fā)現(xiàn)。使用高倍顯微鏡，他們能借助類似于獲得第一張黑洞圖像的計算技術(shù)來觀察連接網(wǎng)絡(luò)?？茖W(xué)家們說，他們的發(fā)現(xiàn)是量子生物學(xué)的一個例子，量子生物學(xué)是一個新興領(lǐng)域，它用量子力學(xué)和理論化學(xué)來解決生物問題。

該研究通訊作者愛丁堡大學(xué)腦科學(xué)發(fā)現(xiàn)中心的Mark Evans教授說：“我們發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞功能是由納米管組成的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)的，類似于計算機(jī)微處理器中的碳納米管。最引人注目的是，這個電路是高度靈活的，因為這個單元范圍的網(wǎng)絡(luò)可以快速地重新配置，以一種由核接收和傳遞信息決定的方式提供不同的輸出。這是沒有任何人造微處理器或電路板能夠?qū)崿F(xiàn)的?！?來源：科技部)