美國加州大學洛杉磯分校的研究人員6月6日表示，他們首次發(fā)現(xiàn)了人體細胞生物傳感器分子的機理，為復雜的細胞控制系統(tǒng)提出了新的闡述。相關(guān)內(nèi)容將以“本周論文”的形式刊登在6月10日出版的《生物化學期刊》（JBC）上，該成果有望幫助人們開發(fā)出應對高血壓病和遺傳性癲癇癥等疾病的特殊療法。
人體細胞控制系統(tǒng)能夠引發(fā)一系列的細胞活動，而生物傳感器是人體細胞控制系統(tǒng)的重要組成部分。被稱為“控制環(huán)”的傳感器能夠在細胞膜上打開特定的通道讓鉀離子流通過細胞膜，如同地鐵入站口能夠讓人們進入站臺的回轉(zhuǎn)欄。鉀離子參與了人體內(nèi)關(guān)鍵活動，如血壓、胰島素分泌和大腦信號等的調(diào)整。然而，控制環(huán)傳感器的生物物理功能過去一直未為人們所了解。
如同能夠監(jiān)視周圍環(huán)境并能發(fā)出聲信號的煙霧報警器，細胞能夠通過了解變化和產(chǎn)生反應的分子傳感器來控制細胞內(nèi)的環(huán)境。
研究人員發(fā)現(xiàn)，當鈣離子與控制環(huán)結(jié)合時，構(gòu)成了被稱為BK通道的細胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)，細胞作出的反應是允許鉀離子通過細胞膜。BK通道存在于人體多數(shù)細胞中，它們掌控著基本的生物過程，如血壓、大腦和神經(jīng)系統(tǒng)電信號、膀胱肌肉收縮和胰腺胰島素分泌等。
加州大學洛杉磯分校研究人員首次證明控制環(huán)如何被激活，以及如何重新調(diào)整自己以便打開讓鉀離子穿過細胞膜的通道。利用實驗室中先進的電生理學、生化和光譜儀技術(shù)，研究人員觀察到鈣離子與控制環(huán)的結(jié)合以及控制環(huán)結(jié)構(gòu)的變化。該變化是其將鈣離子結(jié)合的化學能轉(zhuǎn)化為幫助打開BK通道的機械能。
研究負責人、洛杉磯分校麻醉學系分子醫(yī)學部副教授里卡多 奧爾塞斯表示，在類似于活細胞的條件下，他們能夠控制發(fā)生在生物傳感器中的生物物理變化。他們相信細胞中的變化反應了人體中BK通道運行時分子的活動情況。
研究報告作者安諾希 賈沃荷瑞恩認為，人體分子生物傳感器是令人興奮的研究領(lǐng)域，希望研究成果能夠讓人類更深入地了解復雜的生物傳感器是如何運作的。由于BK通道和其傳感器與正常生理機能的許多方面相關(guān)，因此研究人員還相信，生物傳感器工作過程也許與疾病的不少方面也相關(guān)，例如，已證明BK傳感器的失常與遺傳性癲癇病有關(guān)。
研究人員將進一步了解BK控制環(huán)感應器以及通道是否涉及傳感小分子（而不是鈣離子），這些小分子在人體工作中同樣也具有十分重要的生物意義。
