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NIH先锋奖得主张谨Nature子刊解答长期争辩
利用一种可在活细胞中实时操作蛋白质的新工具，来自约翰霍普金斯大学的研究人员无意中解答了一个长期以来关于某种蛋白在细胞中的开启位置及机制的争辩。在发布于《自然细胞生物学》(Nature Chemical Biology)的研究报告中，科学家们证实蛋白激酶A不仅可以在细胞胞体内还可以在细胞核中激活。
领导这一研究是约翰霍普金斯大学医学院药理系副教授张瑾(Jin Zhang)，其曾师从著名华裔科学家、诺贝尔奖得主钱永健教授。目前张瑾的主要研究方向为细胞信号的时空调控，尤其是蛋白激酶和第二信使等重要信号分子。因其突出研究成果曾荣获美国国立卫生研究院(NIH)先锋奖。
“人们长期以来对细胞核PKA感到迷惑不解，当我们看到我们的结果时答案被揭开，”张瑾说。大多数情况下，该领域的研究人员都相信PKA是在细胞质中激活，然而也存在一些有争议的数据表明这种激活有可能也存在于细胞核中。张瑾说当她们正在微调一种细胞生物学技术而获得了一些不同寻常的研究结果时这一争辩得到了解答。
张瑾和她的研究团队一直在致力寻找最好的途径实时观测活细胞内发生的事件。最近，她们开发了一种可在细胞内操纵复杂分子信号的新工具，这使得研究人员可以刺激细胞的活性，因此实验主要依赖于她们的时间选择而非细胞选择。这一技术使得科学家们能够在特异的时间精确的位点化学激活一连串信号，所有的都终将导致PKA激活。从而引起细胞改变导致从代谢改变和肌肉收缩等多种结果。
鉴于触发这一连串的信号可能的各种细胞结果，张瑾和她的研究团队知道她们不得不在许多情况下测试她们的工具以观测许多不同的可能性。她们一开始在细胞边缘刺激了信号链。她们测量了信号链反应的速度，与张瑾合作的工程师们想出了一种数学方程来模拟从细胞膜到进入细胞核信号传递速度。
接下来，她们在更接近细胞中心处测试了她们的工具，激活了细胞核边缘的分子。她们发现反应速度远比预期的要快得多;这一数学方程并不适合。考虑到这种不一致性，研究团队得出结论对于她们的研究发现唯一的解释就是PKA在细胞核内被激活了，与传统对于PKA在细胞核外定位和激活的理解相反。
据张瑾所说，PKA一直被认为是在细胞核外激活。在激活后，PKA转移进入细胞核开启细胞反应。张瑾的数据表明来自细胞边缘激活的PKA信号进入细胞核内较缓慢，因此细胞核快速反应的唯一解释就是可能有另一群PKA已经在那里。
张瑾说：“我们正在收集信息证实细胞核中的PKA是功能性的，它不是污染和背景信号。这些是真正的可以被激活的功能酶。”
张瑾和她的同事们现在的目标是找到区分细胞核中PKA与传统PKA的方法。毫无疑问，PKA在大量的细胞过程中发挥着至关重要的作用，这意味着细胞核PKA可能是关于细胞功能重要的尚待开发的信息资源。
