生活中到處有開關(guān)，早上,，鬧鐘叫你起床,、打開咖啡機(jī)、啟動(dòng)汽車,，如此等等,，直到晚上關(guān)燈睡覺。不過,，科學(xué)家們的編目證明,，僅是一個(gè)活細(xì)胞的開關(guān)模板數(shù)，就遠(yuǎn)比我們一整天使用的還多,。
美國維吉尼亞技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)副教授Naren Ramakrishnan和生物科學(xué)國家中心（NCBS）成員Upinder S. Bhalla研究發(fā)現(xiàn)：細(xì)胞使用數(shù)千種開關(guān)來支持重要的生命活動(dòng),。
細(xì)胞開關(guān)作用多種多樣：決定細(xì)胞種類——比如成為血液細(xì)胞或者皮膚細(xì)胞，感應(yīng)和反饋外界壓力,，以及與其他細(xì)胞交流,。“一個(gè)細(xì)胞開關(guān)就像一個(gè)存儲單元,，”Bhalla說,，“開關(guān)狀態(tài)——開或者關(guān)，就像一臺計(jì)算機(jī)存儲器可以一個(gè)比特0或1,。盡管實(shí)際的生物開關(guān)非常復(fù)雜,，控制方式也很多，但是我們已經(jīng)尋找到可以讓它們在簡單狀態(tài)下工作的方法,。”
研究者的合作始于一次Ramakrishnan對NCBS的休假拜訪,，Ramakrishnan是一位計(jì)算機(jī)科學(xué)家，專業(yè)是數(shù)值模擬和數(shù)據(jù)挖掘,。Bhalla是計(jì)算機(jī)神經(jīng)學(xué)家,，對生化網(wǎng)絡(luò)建模和仿真有著廣泛興趣。他們決定使用維吉尼亞技術(shù)學(xué)院的X系統(tǒng)超級計(jì)算機(jī)對細(xì)胞執(zhí)行開關(guān)的多種方式進(jìn)行檢索,。
“我們的探測使用的X系統(tǒng)更像一個(gè)修補(bǔ)匠或者一個(gè)孩子把他們看到的東西整理起來,，來判斷它們是否有用。我們使用了很多‘零件’,，每一個(gè)‘零件’就是一個(gè)化學(xué)反應(yīng),，它們采用各種方式聯(lián)系在一起，我們發(fā)現(xiàn)這無數(shù)的人工構(gòu)造的網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上都是‘開關(guān)’,。”Ramakrishnan說,。
“此前，通常觀點(diǎn)是生物學(xué)中細(xì)胞所使用的‘開關(guān)’數(shù)量很少，可是在我們在檢索中發(fā)現(xiàn)數(shù)以千計(jì)的細(xì)胞開關(guān),。”研究者們在《PLos計(jì)算機(jī)生物學(xué)》上報(bào)道：“我們發(fā)現(xiàn)了接近4500種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)反應(yīng),，或者說接近全部測試結(jié)構(gòu)的10%都被確定有開關(guān)行為。”
“當(dāng)然,，對細(xì)胞而言,，除了交換還有很多功能。”Bhalla說,，“但是交換和存儲信息是最大比率的基礎(chǔ)行為,。我們現(xiàn)在可以進(jìn)一步研究例如信息傳遞這樣的復(fù)雜行為。”
