近日，美國研究人員首次發(fā)現(xiàn)了人體細胞生物傳感器分子的機理，為復(fù)雜的細胞控制系統(tǒng)提出了新的闡述。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(fù)雜的生物傳感器是如何運作的。該成果有望幫助人們開發(fā)出應(yīng)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。研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)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(yīng)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。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(xué)、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(xué)能轉(zhuǎn)化為幫助打開BK通道的機械能。

研究人員相信，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(yīng)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。