近日，英國一項研究表明，人體內(nèi)的細胞就像計算機芯片一樣，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。這種細胞網(wǎng)絡(luò)的發(fā)現(xiàn)使我們理解“指令”如何在細胞周圍傳遞。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。

人們普遍認為，各種形態(tài)功能和結(jié)構(gòu)的細胞器漂浮在細胞質(zhì)中，指示細胞該做什么的信號被認為是以波的形式傳輸?shù)?，而波的頻率是信息的關(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動傳遞信息和計算機微處理器如出一轍。

這些局部信號負責(zé)協(xié)調(diào)細胞活動，例如指示肌肉細胞放松或收縮。當這些信號到達細胞核的遺傳物質(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。

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)，捕捉到了第一張細胞網(wǎng)絡(luò)的圖片。(圖片來源：愛丁堡大學(xué))

基因表達的這些變化進一步改變了細胞行為。例如，當細胞從穩(wěn)定狀態(tài)進入生長階段時，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會。

研究團隊通過研究細胞內(nèi)帶電鈣分子的運動（這是在細胞內(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)