科學家發(fā)現(xiàn)了體內(nèi)細胞內(nèi)的信號電路板

研究表明，身體中的細胞像計算機芯片一樣連接，以指導(dǎo)信號，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。

這種細胞網(wǎng)絡(luò)的發(fā)現(xiàn)使我們理解了指令如何在細胞周圍擴散。

人們認為細胞內(nèi)的各種器官和結(jié)構(gòu)在稱為細胞質(zhì)的開闊海域中漂浮。

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

愛丁堡大學的研究人員發(fā)現(xiàn)，信息通過一系列導(dǎo)線進行傳輸，這些導(dǎo)線在微小的納米級距離內(nèi)傳輸信號。

研究人員說，正如在計算機微處理器中一樣，正是這些微小距離上帶電分子的運動傳遞信息。

這些局部信號負責協(xié)調(diào)細胞的活動，例如指導(dǎo)肌肉細胞放松或收縮。

當這些信號到達細胞核心的遺傳物質(zhì)(稱為細胞核)時，它們會指示結(jié)構(gòu)的微小變化，從而釋放特定基因，從而可以表達它們。

由于計算機技術(shù)類似于第一張黑洞照片的計算技術(shù)，愛丁堡大學的科學家們首次拍攝了全細胞網(wǎng)絡(luò)的圖像。調(diào)查結(jié)果顯示，身體中的細??胞像計算機芯片一樣連接，以指示信號，指示它們?nèi)绾芜\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。圖片來源：愛丁堡大學

基因表達的這些變化進一步改變了細胞的行為。例如，當細胞從穩(wěn)定狀態(tài)進入生長階段時，網(wǎng)絡(luò)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，了解控制這種布線系統(tǒng)的代碼有助于了解肺動脈高壓和癌癥等疾病，并有朝一日可能開辟新的治療機會。

該團隊通過研究細胞內(nèi)帶電鈣分子的運動來發(fā)現(xiàn)他們的發(fā)現(xiàn)，這是攜帶細胞內(nèi)指令的關(guān)鍵信息。

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

科學家們說他們的發(fā)現(xiàn)是量子生物學的一個例子 - 量子生物學是一個利用量子力學和理論化學來解決生物學問題的新興領(lǐng)域。

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

愛丁堡大學發(fā)現(xiàn)腦科學中心的Mark Evans教授說：“我們發(fā)現(xiàn)細胞功能由納米管網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)，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非常靈活，因為這個電池范圍的網(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。這是沒有人造微處理器或電路板尚未實現(xiàn)。“