来源：生物通

细胞不仅根据生长因子等外部信号做出选择，还根据从细胞内部接收到的信息做出选择。

每一天，人类都在为自己做选择。为了确保做出的决定适合当时的情况，这些决定通常需要结合一系列上下文线索。我们的感官为我们提供了做出决定所需的丰富知识。它们捕捉到我们周围环境的某些细节，比如视觉和听觉信息，我们的大脑结合这些信息来建立一个整体的感知。这被称为多感觉或多模态感知。

在进行选择时，细胞会考虑自己的状态

在这方面，单个细胞与人类没有什么不同。他们经常做出关键的决定，比如是否要分开。因此，苏黎世大学(UZH)的研究人员将人类的上下文多模态感知概念扩展到单个细胞。令人惊讶的是，科学家们发现，单细胞做出的决定比之前认为的更加自主。

Lucas Pelkmans说:“单个细胞的充分决策使用多模态感知，允许细胞将外部信号(如生长因子)与细胞内部信息(如细胞器的数量)整合在一起。”Pelkmans是乌兹赫大学分子生命科学系的一名教授。

有时，这样的内部线索可以凌驾于外部刺激:例如，在肿瘤中，特定细胞的实际状态凌驾于抗增殖药物的治疗，从而使它们具有治疗耐药性。“这种耐药性是对抗癌症的一个主要问题。解决办法可能来自于考虑个体细胞经历的上下文线索，并最终改变它们，”Pelkmans说。

同时分析数百万细胞中的数十种蛋白质

为了测试细胞是否像人类一样根据上下文、多模态感知做出决定，科学家们必须同时测量多个信号节点(细胞的外部传感器)的活动，以及来自细胞内部的几个潜在线索，如局部环境和细胞器的数量。所有的东西都必须在单个细胞和数百万个细胞中进行分析。该研究的第一作者Bernhard Kramer说:“为了做到这一点，我们使用了UZH开发的‘4i’方法，它允许我们同时使用荧光显微镜对单个细胞中多达80种不同的蛋白质和蛋白质修饰进行可视化和量化。”

研究人员发现，跨细胞的单个传感器活动的可变性与内部线索的变化密切相关。例如，线粒体(细胞的发电站)的丰富程度从根本上影响单个细胞如何感知外部刺激。此外，每个传感器集成了来自细胞内部的不同线索。当研究人员评估单个细胞的一个重要决定——即在生长刺激下增殖或保持静止——他们发现，细胞的选择是由多个传感器的感知调节的，并可预见地受细胞内部状态的线索的调节。

细胞能聪明地做出决定

“对于细胞的任何特定决定，所有外部信号和内部线索都必须被一致看待。因此，单细胞能够做出充分的与环境相关的决定——因此，显然比以前认为的更聪明，”博士候选人Kramer说。 

参考文献

Multimodal perception links cellular state to decision-making in single cells

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