美國加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員6日表示，他們首次發(fā)現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提出了新的闡述。相關(guān)內容將以“本周論文”的形式刊登在6月10日出版的《生物化學(xué)雜志》上，該成果有望幫助人們開(kāi)發(fā)出應對高血壓病和遺傳性癲癇癥等疾病的特殊療法。

    人體細胞控制系統能夠引發(fā)一系列的細胞活動(dòng)，而生物傳感器是人體細胞控制系統的重要組成部分。被稱(chēng)為“控制環(huán)”的傳感器能夠在細胞膜上打開(kāi)特定的通道讓鉀離子流通過(guò)細胞膜，如同地鐵入站口能夠讓人們進(jìn)入站臺的回轉欄。鉀離子參與了人體內關(guān)鍵活動(dòng)，如血壓、胰島素分泌和大腦信號等的調整。然而，控制環(huán)傳感器的生物物理功能過(guò)去一直未為人們所了解。

    如同能夠監視周?chē)h(huán)境并能發(fā)出聲信號的煙霧報警器，細胞能夠通過(guò)了解變化和產(chǎn)生反應的分子傳感器來(lái)控制細胞內的環(huán)境。

    研究人員發(fā)現，當鈣離子與控制環(huán)結合時(shí)，構成了被稱(chēng)為BK通道的細胞內部結構，細胞作出的反應是允許鉀離子通過(guò)細胞膜。BK通道存在于人體多數細胞中，它們掌控著(zhù)基本的生物過(guò)程，如血壓、大腦和神經(jīng)系統電信號、膀胱肌肉收縮和胰腺胰島素分泌等。

    加州大學(xué)洛杉磯分校研究人員首次證明控制環(huán)如何被激活，以及如何重新調整自己以便打開(kāi)讓鉀離子穿過(guò)細胞膜的通道。利用實(shí)驗室中先進(jìn)的電生理學(xué)、生化和光譜儀技術(shù)，研究人員觀(guān)察到鈣離子與控制環(huán)的結合以及控制環(huán)結構的變化。該變化是其將鈣離子結合的化學(xué)能轉化為幫助打開(kāi)BK通道的機械能。

    研究負責人、洛杉磯分校麻醉學(xué)系分子醫學(xué)部副教授里卡多·奧爾塞斯表示，在類(lèi)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映了人體中BK通道運行時(shí)分子的活動(dòng)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(lèi)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(guò)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(jìn)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。