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眾所周知,您身體的每個細胞都會對身體接觸做出反應。它們的反應方式并不完全相同——脾臟中的細胞在被針戳到時不會像受驚的貓那樣跳起來。但是在整個人體中,在細胞生長和執行日常任務時包裹和支持細胞的物理材料和結構對其健康和行為起著重要作用。
例如,血管和神經等復雜的生物結構不可能在培養皿中生長;他們需要外部結構的正確組合來提供支持。耳朵內的毛發將振動轉化為發送到大腦的電信號,甚至對納米級運動也很敏感。腸道內的各種細胞會感知您的胃何時充滿以履行其消化職責。
盡管知道觸摸和體力在生物過程的許多方面都起著重要作用,但對它們如何運作知之甚少。不同的細胞有不同的途徑來感知和傳輸觸摸產生的信號。在體外培養可以放置在某種能夠測量這些輸入和輸出的實驗裝置中的細胞并不容易。
在 2 月 16 日在線發表在美國國家科學院院刊上的一篇論文中,杜克大學的機械工程師和神經生物學家彌補了這一知識差距。
使用原子力顯微鏡和電生理學,研究人員測量了響應物理刺激而發出電信號的四種蛋白質功能的上限和下限。結果顯示了它們的廣泛能力,提出了新的問題,即專門的觸敏細胞如何像它們一樣運作。
“每個感官系統都受到檢測信號必須克服的背景噪聲量的限制。我們的眼睛可以感知非常接近這個限制的光能,使它們對甚至單個光子都非常敏感,”研究科學家邁克爾楊說在 Myrobalan Therapeutics,他以博士學位進行了這項研究。杜克大學的學生。“但即使細胞裝載了這些蛋白質,我也需要增加比該閾值多十億倍的能量才能產生任何可檢測到的信號。實際上,這非常令人驚訝。”