科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了體內(nèi)細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)電路板

研究表明，身體中的細(xì)胞像計(jì)算機(jī)芯片一樣連接，以指導(dǎo)信號(hào)，指導(dǎo)它們的功能。

然而，與固定電路板不同，電池可以快速重新連接其通信網(wǎng)絡(luò)以改變其行為。

這種細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)的發(fā)現(xiàn)使我們理解了指令如何在細(xì)胞周?chē)鷶U(kuò)散。

人們認(rèn)為細(xì)胞內(nèi)的各種器官和結(jié)構(gòu)在稱(chēng)為細(xì)胞質(zhì)的開(kāi)闊海域中漂浮。

告知小區(qū)做什么的信號(hào)被認(rèn)為是在波浪中傳播的，波的頻率是信息的關(guān)鍵部分。

愛(ài)丁堡大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，信息通過(guò)一系列導(dǎo)線進(jìn)行傳輸，這些導(dǎo)線在微小的納米級(jí)距離內(nèi)傳輸信號(hào)。

研究人員說(shuō)，正如在計(jì)算機(jī)微處理器中一樣，正是這些微小距離上帶電分子的運(yùn)動(dòng)傳遞信息。

這些局部信號(hào)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)細(xì)胞的活動(dòng)，例如指導(dǎo)肌肉細(xì)胞放松或收縮。

當(dāng)這些信號(hào)到達(dá)細(xì)胞核心的遺傳物質(zhì)(稱(chēng)為細(xì)胞核)時(shí)，它們會(huì)指示結(jié)構(gòu)的微小變化，從而釋放特定基因，從而可以表達(dá)它們。

由于計(jì)算機(jī)技術(shù)類(lèi)似于第一張黑洞照片的計(jì)算技術(shù)，愛(ài)丁堡大學(xué)的科學(xué)家們首次拍攝了全細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)的圖像。調(diào)查結(jié)果顯示，身體中的細(xì)??胞像計(jì)算機(jī)芯片一樣連接，以指示信號(hào)，指示它們?nèi)绾芜\(yùn)作。然而，與固定電路板不同，電池可以快速重新連接其通信網(wǎng)絡(luò)以改變其行為。圖片來(lái)源：愛(ài)丁堡大學(xué)

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

研究人員表示，了解控制這種布線系統(tǒng)的代碼有助于了解肺動(dòng)脈高壓和癌癥等疾病，并有朝一日可能開(kāi)辟新的治療機(jī)會(huì)。

該團(tuán)隊(duì)通過(guò)研究細(xì)胞內(nèi)帶電鈣分子的運(yùn)動(dòng)來(lái)發(fā)現(xiàn)他們的發(fā)現(xiàn)，這是攜帶細(xì)胞內(nèi)指令的關(guān)鍵信息。

使用高功率顯微鏡，他們能夠借助計(jì)算技術(shù)觀察布線網(wǎng)絡(luò)，這些技術(shù)類(lèi)似于能夠獲得第一個(gè)黑洞圖像的計(jì)算技術(shù)。

科學(xué)家們說(shuō)他們的發(fā)現(xiàn)是量子生物學(xué)的一個(gè)例子 - 量子生物學(xué)是一個(gè)利用量子力學(xué)和理論化學(xué)來(lái)解決生物學(xué)問(wèn)題的新興領(lǐng)域。

該研究發(fā)表于Nature Communications，由英國(guó)心臟基金會(huì)資助。

愛(ài)丁堡大學(xué)發(fā)現(xiàn)腦科學(xué)中心的Mark Evans教授說(shuō)：“我們發(fā)現(xiàn)細(xì)胞功能由納米管網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)，類(lèi)似于計(jì)算機(jī)微處理器中的碳納米管。

“最引人注目的是這個(gè)電路非常靈活，因?yàn)檫@個(gè)電池范圍的網(wǎng)絡(luò)可以快速重新配置，以由核接收和傳遞的信息確定的方式提供不同的輸出。這是沒(méi)有人造微處理器或電路板尚未實(shí)現(xiàn)。“