作为单细胞生物，细菌如何利用不同的受体来感知周围环境？细菌能在分子水平上感应周围环境0.1%的变化，这相当于一滴液体被一千滴液体稀释所产生的变化。它们是如何做到的呢？

康奈尔大学的研究人员在五月份的《自然·结构与分子生物学》杂志封面上发表了这项关于细菌如何感应周围环境的研究结果。研究表明，细菌表面的受体聚集在联合的网状格子上，从而放大周围环境的微小变化，并驱动细胞离开使其产生剧烈反应的环境。

康奈尔大学化学和结构生物学助理教授、该研究的作者Brian Crane说：“细菌能感应许多情况。但如果假设一种糖分子是细菌所需的营养，那么即使有0.1%的糖浓度变化，细菌也能感应到，并且这种对营养浓度变化的感应能力可以被放大到5个数量级。从生物学角度来说，我还不知道有其他系统能有如此大的感应能力。”

Crane相信，这种联合网状结构上发现的受体可以揭示一种细胞信号的分子机制，并据此开发出一种分子装置。这种装置可以被用来感应各种范围的化学物质、光、离子强度（盐）、pH和重金属离子等。科学家对开发这种感应系统很感兴趣，并开始构建对感应污染物和爆炸物产生反应的工程菌。

研究人员使用X射线晶体衍射和新的光谱技术来获得受体和酶的结构以及它们之间的反应。Crane的研究小组能够模拟出复合物受体如何构建的一种模型。康奈尔化学和化学生物学系教授、康奈尔大学国立生物医学中心顺磁共振主任Jack Freed发明了一种被称为顺磁共振两极光谱的光谱技术。

研究人员发现，当受体检测到变化（例如环境中的一种糖）时，会与其他受体交流，引发受体的重排，很像水冻结时水分子重新排列成新结构。通过这种改组，细菌受体就可以对一种特殊的分子放大信号，感应到细胞外的环境变化。这种结构的变化激活了细胞内的激酶，并对这种感应开始了一系列的体内反应。

编者注：摘译自biologynews