科技日報柏林3月16日電（記者李山）近日，德國分子醫(yī)學研究中心（MDC）的研究人員發(fā)現(xiàn)，納米結(jié)構(gòu)域構(gòu)成獨立的信號單元是單個細胞可同時處理成百上千個信號的原因。研究人員認為，該研究成果將開辟一個全新的細胞生物學研究領域。相關研究成果發(fā)表在最近一期《細胞》雜志上。

　　活細胞暴露于各種刺激之中。無數(shù)信使物質(zhì)?？吭谒鼈兊谋砻娌⒂|發(fā)細胞內(nèi)的信號級聯(lián)。這是細胞表面受體接受外界信號做出應答并將信號逐級在細胞內(nèi)傳遞、放大和增強的過程。其中，G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）屬于“第一信使”，負責將細胞外刺激傳遞給特定的細胞功能。盡管有許多不同的GPCR，但所有這些GPCR僅向少數(shù)“第二信使”發(fā)出信號，例如環(huán)磷酸腺苷（cAMP）。

　　現(xiàn)在，德國亥姆霍茲協(xié)會馬克斯·德爾布呂克分子醫(yī)學中心的安德烈亞斯·博克教授領導的研究團隊發(fā)現(xiàn)，單個GPCR通過與受體相關的獨立cAMP納米結(jié)構(gòu)域（RAIN）發(fā)出信號，這些結(jié)構(gòu)域構(gòu)成自給自足的獨立細胞信號單元，不受來自其他受體和細胞區(qū)室的cAMP的影響。

　　研究人員使用熒光顯微鏡觀察分離的單細胞，研究來自兩個不同受體的cAMP信號如何在一個細胞中平行出現(xiàn)并進行處理。其中一種受體對胰島素分泌很重要，另一種則影響心肺功能?？茖W家們發(fā)現(xiàn)，激活的受體直接形成一個半徑在30到60納米的微小區(qū)域。博克教授將這個納米空間比喻成彈出式工廠，當“命令”到來時，它會出現(xiàn)在細胞膜上并立即開始工作?！爱斠粋€這樣的納米空間被填滿時，cAMP會溢出到下一個，觸發(fā)信號級聯(lián)到細胞內(nèi)部?！?/p>

　　納米結(jié)構(gòu)域的發(fā)現(xiàn)使得細胞中信號通道的復雜性增加很多倍。受體產(chǎn)生的信號開始只會影響附近的酶。細胞中的其他區(qū)域不會受影響。這允許非常精確地打開和關閉信號路徑。研究人員認為，細胞質(zhì)中存在信號納米架構(gòu)，可按需打開。這樣的凝膠狀結(jié)構(gòu)會阻止cAMP從微小空間中擴散出來。眾多納米結(jié)構(gòu)域的共存允許單個細胞同時操作數(shù)千個獨立的信號，而不是簡單地“開”或“關”。