生物谷評論：細(xì)胞周期的研究一直是研究的焦點(diǎn)，以往的研究認(rèn)為細(xì)胞周期過程中不同的蛋白主使不同的功能,，從而使細(xì)胞正常完成分裂過程,。實(shí)際上后來發(fā)現(xiàn)，沒有任何一種蛋白是細(xì)胞周期必需蛋白,，包括所謂的必需蛋白Cyclin D1,，因此認(rèn)為細(xì)胞周期中許多蛋白功能之間存在overlapping，因此也有人認(rèn)為細(xì)胞周期是網(wǎng)絡(luò)的調(diào)節(jié),，但這一切都只看到細(xì)胞周期的表象,。2005年8月26日出版的Cell上一篇文章揭示了細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)的動力學(xué)機(jī)理,。細(xì)胞周期的調(diào)控不僅僅是網(wǎng)絡(luò)狀的,，而是一種震蕩調(diào)控模型，是符合物理學(xué)的阻尼震蕩模式，這一發(fā)現(xiàn)揭示了,，生命中很多現(xiàn)狀應(yīng)該是符合一定的自然規(guī)律的,。而且將物理學(xué)，數(shù)學(xué)知識溶合進(jìn)入細(xì)胞信號和細(xì)胞網(wǎng)絡(luò),，大大加深人類對細(xì)胞和生命的認(rèn)識,，相信這僅僅是一個(gè)開端，今后幾年內(nèi),，人類對生命微觀網(wǎng)絡(luò)認(rèn)識將越來越深,，生命的調(diào)控不是線性的，而是復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控模型,，這種模式從簡單范圍來說是正負(fù)反饋構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò),。從更深遠(yuǎn)的來看，應(yīng)該是某種數(shù)學(xué)模型,，如混沌的調(diào)控模型,，生命自組織調(diào)控模型。只有當(dāng)人類對微觀認(rèn)識十分透徹時(shí),，再從宏觀上進(jìn)行綜合,，人類對生命的本質(zhì)認(rèn)識才會出現(xiàn)真正意義上的飛躍。
同樣此前在其它生命現(xiàn)象中也有類似的發(fā)現(xiàn),，如從多個(gè)振蕩器的協(xié)調(diào)到晝夜節(jié)律的產(chǎn)生,，這一報(bào)道顯示人類的晝夜節(jié)律調(diào)控，同樣是符合物理學(xué)的震蕩現(xiàn)象,。
生物谷專家認(rèn)為,，這些震蕩產(chǎn)生的根本在于，生命體要維持信號或某項(xiàng)活動的精確性,，就必需在信號或活動的運(yùn)行過程中不斷地通過反饋和負(fù)反饋進(jìn)行修正,，使其處于一個(gè)正確的軌道上來，這是當(dāng)前系統(tǒng)生物學(xué)的研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn),。例如,，在細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中，一種激酶可能會有幾十個(gè),，甚至幾百個(gè)下游的底物,，如MAPK，它能對眾多的物理,，化學(xué),，生理的刺激作出反應(yīng)，但僅僅一個(gè)MAPK如何能保證傳導(dǎo)信號的精確性,，保真性,，以及對不同的信號做出不同的反應(yīng),？在生物谷以前的討論中認(rèn)為，這核心在于信號傳導(dǎo)的時(shí)空特性,，也就是說,，信號轉(zhuǎn)導(dǎo)不是我們目前認(rèn)為的線性的，從信號的結(jié)構(gòu)上看,，是具有時(shí)空特性的,，從信號的特征上看，是網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié),，這種調(diào)節(jié)是符合物理學(xué)的混沌運(yùn)行模型（從簡易上看就是震蕩模型）,。什么是時(shí)空特性呢，打個(gè)通俗的比喻是,，MAPK處于細(xì)胞內(nèi)不同的位置,，MAPK被激活的不同時(shí)間和時(shí)程，都會對下游不同的底物作出反應(yīng),，這些信號分子在細(xì)胞內(nèi)分布是不均勻的,，是有特殊的分布特征的。而混沌特征,，這幾乎一切復(fù)雜生命體和物體的共同特征,，但目前對混沌的數(shù)學(xué)描述還存在很大缺陷，有待進(jìn)一步發(fā)展,。
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原文出處：
Joseph R. Pomerening, , Sun Young Kim and James E. Ferrell, Jr.Systems-Level Dissection of the Cell-Cycle Oscillator: Bypassing Positive Feedback Produces Damped Oscillations, cell, Volume 122, Issue 4 , 26 August 2005, Pages 565-578
The cell-cycle oscillator includes an essential negative-feedback loop: Cdc2 activates the anaphase-promoting complex (APC), which leads to cyclin destruction and Cdc2 inactivation. Under some circumstances, a negative-feedback loop is sufficient to generate sustained oscillations. However, the Cdc2/APC system also includes positive-feedback loops, whose functional importance we now assess. We show that short-circuiting positive feedback makes the oscillations in Cdc2 activity faster, less temporally abrupt, and damped. This compromises the activation of cyclin destruction and interferes with mitotic exit and DNA replication. This work demonstrates a systems-level role for positive-feedback loops in the embryonic cell cycle and provides an example of how oscillations can emerge out of combinations of subcircuits whose individual behaviors are not oscillatory. This work also underscores the fundamental similarity of cell-cycle oscillations in embryos to repetitive action potentials in pacemaker neurons, with both systems relying on a combination of negative and positive-feedback loops.
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