鈣不僅僅是維持我們的骨骼和牙齒強壯的一種礦物質(zhì)，它更是一種普遍存在信號分子，提供細胞內(nèi)部和細胞之間重要的信號。心臟的規(guī)律性跳動，腸道適當發(fā)揮功能，甚至受精都有賴鈣的幫助。此外，鈣還參與了肌肉和血管收縮、激素和酶的分泌，以及整個神經(jīng)系統(tǒng)的信號傳送。

    在發(fā)表于《現(xiàn)代生物學》（Current Biology）的一項新研究中，來自羅徹斯特大學醫(yī)學中心、**特大學和歐柏林學院的科學家們發(fā)現(xiàn)了鈣信號調(diào)控的一條新途徑。研究者說，他們的研究結(jié)果確定了一種從前未被識別的鈣信號調(diào)控機制，將有助于成千上萬的科學家們研究鈣信號在健康及疾病中所起的極重要作用。

    研究作者、羅徹斯特大學醫(yī)學中心腎臟病學、藥理學與生理學副教授Keith Nehrke博士說：“很難找到一個生物過程不受鈣信號的影響。在許多情況下，鈣信號是絕對至關(guān)重要的。鈣的升降充當了分子鐘，為心臟規(guī)律協(xié)調(diào)跳動等重要過程的執(zhí)行計時。”

    Keith Nehrke博士與**特大學的Allison L. Abbott博士，以及Benedict J. Kemp一起通過研究線蟲排糞獲得了研究發(fā)現(xiàn)。

    每天線蟲胚胎需要攝入大量的熱量來增加體重。如所有其他的動物一樣，食物會轉(zhuǎn)化為廢物，最終排出體外。由于它們快速地攝取營養(yǎng)物質(zhì)，線蟲排糞多且快，每50秒即排泄一次。維持這一生物節(jié)律的精確性對于身體

    健康至關(guān)重要，但其依賴于一系列特定順序事件。

    這一節(jié)律過程是由腸末端細胞的鈣峰所啟動。最初的鈣峰觸發(fā)一陣鈣波通過腸的其余部分，刺激肌肉收縮，迫使廢物排出蟲體。研究小組想知道是什么確保了鈣波總是起始于正確的位置——腸末段，而非腸中段或前段。

    論文的作者、羅徹斯特大學醫(yī)學中心Nehrke實驗室研究生Erik Allman博士說：“這就像排成一行的多米諾骨牌。我們希望弄清楚是什么提供‘推動力’，推倒了第一個骨牌，啟動了順序事件。”

    研究小組的分析結(jié)果揭示：一種microRNA分子是整個廢物排出過程順利進行的必要條件。microRNA-786存在于線蟲最靠后的兩種腸細胞中，給這些細胞打上起搏器的標簽。這些起搏器發(fā)出最初鈣峰發(fā)生于何時何地的指令，刺激廢物移動通過線蟲身體。當研究小組移除線蟲的microRNA-786時，發(fā)現(xiàn)這一過程出現(xiàn)了問題：鈣波在錯誤的地點起始，廢物循環(huán)變得沒有規(guī)律，相比正常時間延長。

    Abbott說：“作為一個發(fā)育生物學家，我對于細胞之間彼此不同的機制非常感興趣。這種microRNA通過改變鈣信號活性，使得腸后部細胞不同于鄰近細胞。這樣的差異導致這些細胞能夠發(fā)揮起搏器功能。”

    Nehrke 說：“而真正令人興奮的是，這種特異的microRNA似乎發(fā)揮了一種微妙的效應。由于鈣信號如此普遍，認識其信號微調(diào)機制非常的重要，這或許有助于區(qū)別許多生物學功能。下一步我們將查明，這一特異的microRNA是否在人體中對鈣信號過程也具有相似的影響。”