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，提供細胞內部和細胞之間重要的信號。心臟的規律性跳動(dòng)，腸道適當發(fā)揮功能，甚至受精都有賴(lài)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(gè)神經(jīng)系統的信號傳送。

    在發(fā)表于《現代生物學(xué)》（Current Biology）的一項新研究中，來(lái)自羅徹斯特大學(xué)醫學(xué)中心、**特大學(xué)和歐柏林學(xué)院的科學(xué)家們發(fā)現了鈣信號調控的一條新途徑。研究者說(shuō)，他們的研究結果確定了一種從前未被識別的鈣信號調控機制，將有助于成千上萬(wàn)的科學(xué)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(xué)醫學(xué)中心腎臟病學(xué)、藥理學(xué)與生理學(xué)副教授Keith Nehrke博士說(shuō)：“很難找到一個(gè)生物過(guò)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，為心臟規律協(xié)調跳動(dòng)等重要過(guò)程的執行計時(shí)。”

    Keith Nehrke博士與**特大學(xué)的Allison L. Abbott博士，以及Benedict J. Kemp一起通過(guò)研究線(xiàn)蟲(chóng)排糞獲得了研究發(fā)現。

    每天線(xiàn)蟲(chóng)胚胎需要攝入大量的熱量來(lái)增加體重。如所有其他的動(dòng)物一樣，食物會(huì )轉化為廢物，最終排出體外。由于它們快速地攝取營(yíng)養物質(zhì)，線(xiàn)蟲(chóng)排糞多且快，每50秒即排泄一次。維持這一生物節律的精確性對于身體

    健康至關(guān)重要，但其依賴(lài)于一系列特定順序事件。

    這一節律過(guò)程是由腸末端細胞的鈣峰所啟動(dòng)。最初的鈣峰觸發(fā)一陣鈣波通過(guò)腸的其余部分，刺激肌肉收縮，迫使廢物排出蟲(chóng)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(xué)醫學(xué)中心Nehrke實(shí)驗室研究生Erik Allman博士說(shuō)：“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(dòng)力’，推倒了第一個(gè)骨牌，啟動(dòng)了順序事件。”

    研究小組的分析結果揭示：一種microRNA分子是整個(gè)廢物排出過(guò)程順利進(jìn)行的必要條件。microRNA-786存在于線(xiàn)蟲(chóng)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(shí)何地的指令，刺激廢物移動(dòng)通過(guò)線(xiàn)蟲(chóng)身體。當研究小組移除線(xiàn)蟲(chóng)的microRNA-786時(shí)，發(fā)現這一過(guò)程出現了問(wèn)題：鈣波在錯誤的地點(diǎn)起始，廢物循環(huán)變得沒(méi)有規律，相比正常時(shí)間延長(cháng)。

    Abbott說(shuō)：“作為一個(gè)發(fā)育生物學(xué)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(guò)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(shuō)：“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，認識其信號微調機制非常的重要，這或許有助于區別許多生物學(xué)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(guò)程也具有相似的影響。”