據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)9月16日（北京時(shí)間）報(bào)道，人體內(nèi)的細(xì)胞通過(guò)分子通道發(fā)送和接收化學(xué)信號(hào)，30多年前，科學(xué)家們稱(chēng)這一過(guò)程為“細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)”?，F(xiàn)在，美國(guó)科學(xué)家首次確定，一個(gè)生物化學(xué)信號(hào)通道的數(shù)據(jù)容量不足1比特，細(xì)胞通過(guò)群體編碼相互“交談”。相關(guān)研究發(fā)表在最新一期的《科學(xué)》雜志上。

      上世紀(jì)80年代，細(xì)胞生物學(xué)家確定了一些關(guān)鍵的信號(hào)傳導(dǎo)通道，其中包括核因子κB（NF-kB），但沿著這些通道行進(jìn)的化學(xué)信使攜帶多少信息一直是個(gè)未解之謎。

      該研究的領(lǐng)導(dǎo)者、美國(guó)艾默里大學(xué)物理和生物學(xué)副教授伊利亞?勒門(mén)曼和約翰霍普金斯大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)副教授安德烈?列夫琴科于2007年就開(kāi)始攜手合作，試圖解決這個(gè)問(wèn)題。

      列夫琴科研制出了微流路和測(cè)量技術(shù)，測(cè)量出了在NF-kB通道上一次出現(xiàn)在數(shù)千個(gè)細(xì)胞上的生物化學(xué)信號(hào)傳輸數(shù)量。勒門(mén)曼推出了一個(gè)公式來(lái)分析和定量計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果。結(jié)果顯示，該通道的信號(hào)容量不足1比特，只夠做出一個(gè)二進(jìn)制決定：簡(jiǎn)單的是或非。NF-kB通道主要調(diào)控由細(xì)胞做出的各種復(fù)雜決定，對(duì)包括壓力、自由基、細(xì)菌和致命病原體等刺激做出反應(yīng)。除了NF-kB以外，他們還分析了其他幾個(gè)生物化學(xué)通道的信號(hào)，結(jié)果一樣。這表明，數(shù)據(jù)容量不足1比特的生物通道很常見(jiàn)。

      “NF-kB生物化學(xué)通道與一些復(fù)雜的功能有關(guān)，但其信息容量不足1比特。這個(gè)簡(jiǎn)單的結(jié)論改變了我們對(duì)細(xì)胞如何獲取化學(xué)數(shù)據(jù)的看法。這表明，細(xì)胞無(wú)法只依靠該通道就做出決定，因?yàn)樗鼈儫o(wú)法得到足夠的信息?！崩臻T(mén)曼解釋道，細(xì)胞無(wú)法通過(guò)信號(hào)傳導(dǎo)通道得到所有信息，它們有時(shí)候會(huì)在這些已知通道外互相“交談”。單個(gè)細(xì)胞沒(méi)有足夠多的信息來(lái)考慮所有變量并決定是否修復(fù)某些組織，但一群細(xì)胞能互相“交談”，每個(gè)細(xì)胞提供一點(diǎn)信息，細(xì)胞們就能群策群力做出決定。這種現(xiàn)象名為群體編碼，一直用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電活動(dòng)方面，勒門(mén)曼團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在將這個(gè)過(guò)程應(yīng)用于生物化學(xué)通道。

      勒門(mén)曼希望分析和比較一個(gè)癌細(xì)胞和一個(gè)正常細(xì)胞的信號(hào)傳導(dǎo)容量。“癌細(xì)胞會(huì)在不應(yīng)該分裂的時(shí)候分裂，這意味著它們正在做壞的決定。我們希望定量研究這個(gè)做決定的過(guò)程，看看癌細(xì)胞是否和健康細(xì)胞擁有同樣的數(shù)據(jù)容量。”

    總編輯圈點(diǎn)

      1比特所包含的信息量實(shí)在是小得不能再小。要知道，8比特才等于1字節(jié)，而一個(gè)漢字就占用了2字節(jié)。也就是說(shuō)，您現(xiàn)在看到的這篇不足千字的文章包含了近2000字節(jié)，超過(guò)15000比特。但人體細(xì)胞間，正是通過(guò)交流“1比特”這樣看似微不足道的信息，產(chǎn)生了復(fù)雜的功能，并做出各種“重大決定”。這讓人不由驚嘆造物的神奇。研究人體細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)的機(jī)制，不僅對(duì)于人類(lèi)了解自身有重要意義，也會(huì)給制造更為復(fù)雜高級(jí)的計(jì)算系統(tǒng)和存儲(chǔ)系統(tǒng)帶來(lái)啟示。