由AMOLF 细胞群动态风险管理
在没有环境信号的情况下，对环境的不确定性很高(中间的面板)而人口为E
发现大肠杆菌细胞的感觉反应表现出很强的多样性(由下图中反应系数K_(1/2)的广泛分布所指示)，能够对许多不同的信号作出反应(在“下注对冲”方案中，通过上图中细胞卡通的颜色来图示)
但是一旦给定的信号[L](上图中的绿色曲线)超过了数学模型预测的阈值(〖[L]〗_0^*)，感觉多样性就崩溃了(在下图中由K_(1/2)的窄分布表示)，使得整个群体能够“关注”该特定信号(上图中的“跟踪”机制)
信用:K
卡米诺 就像股票市场的投资者一样，细胞群体通过分散风险为环境的变化做准备
他们使用的工具箱包含了单个细胞表面的一系列感觉感受器
这些受体可以被调整，使个体群体成员对不同的环境信号做出反应
人们认为细胞只能通过产生新的受体蛋白或降解它们来相对缓慢地改变这种多样性
AMOLF(荷兰阿姆斯特丹)和耶鲁大学(康涅狄格州纽黑文)的科学家现在报告发现了一种机制，通过结合现有蛋白质之间的物理和化学相互作用，使细胞群体能够更快地调整其多样性。
该发现发表在11月13日的《科学进展》杂志上
新的实验发现揭示了大肠杆菌的种群
当环境信号不存在时，大肠杆菌细胞在它们的感觉组合中保持高度的多样性，但是当受到新的环境信号时，这种多样性急剧下降(10倍)
“这很有道理，”该研究的资深作者，厦门大学的小组负责人汤姆·清水解释道
“当环境信号稀缺时，未来的不确定性最大，因此明智的做法是将赌注广泛分散到许多可能的新信号上
但是一旦你感觉到某种刺激，游戏就会改变
显然，细胞群体利用这些新信息将注意力“集中”到一个特定的信号上，这样整个群体就可以一起做出反应
" 然而，令人惊讶的是，细胞能多快地转向这种新策略
在生物细胞中，感知能力组合的更新迄今为止被认为需要改变基因表达，这是一个耗时的过程，涉及新蛋白质分子的合成或旧蛋白质分子的降解
“然而，这些细胞群可以在几秒钟内调整它们在不同感觉模式上分散赌注的方式，”凯塔·卡米诺说，他是这项研究的主要作者，在AMOLF发起了这项研究，并在耶鲁大学完成了这项研究
“这立即排除了细胞通过基因表达更新赌注的可能性，这需要几分钟到几小时
" 为了研究起作用的机制，研究小组基于受体和其他处理和传递细胞信号的分子之间已知的相互作用，建立了一个观察到的多样性的数学模型
尽管该模型不包括细胞改变其基因表达的方法，但他们发现它非常准确地预测了早期实验中观察到的细胞感觉多样性的变化
“值得注意的是，多样性调节是由蛋白质分子之间的变构相互作用和共价修饰的结合产生的，”耶鲁大学教授、该研究的合著者Thierry Emonet说，他指的是蛋白质相互接触引起形状变化的物理影响(称为“变构相互作用”)，以及化学基团在相同受体上的添加和移除(称为“共价修饰”)
“虽然大量的实验工作已经建立了一个捕捉这些相互作用的模型，但是这种多样性调整的结果还没有得到重视
" 因此，研究小组找到了一个简单的解释，来解释细胞群在风险扩散方面的快速变化
该机制不是构建和分解蛋白质分子，而是通过对现有蛋白质的化学修饰及其对这些蛋白质之间物理串扰的影响来工作，从而允许更快的转变
这种蛋白质修饰被广泛用于处理和传递单个细胞内的信号，但以前并不知道它们也能在整个细胞群的多样化中发挥作用
因为这种修饰在所有生物的细胞中都很普遍，作者认为这种细胞多样性快速变化的基本机制可能在生物学的许多细胞类型中起作用
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