細(xì)胞是一個動態(tài)體系，每時每刻都有大量的生化反應(yīng)在進(jìn)行。對于信號傳導(dǎo)來說，這個系統(tǒng)充斥著高水平的噪音。那么細(xì)胞是怎樣在這種條件下準(zhǔn)確傳遞化學(xué)信號的呢？

只有正確處理外界環(huán)境的信號細(xì)胞才能夠生存。然而生化反應(yīng)或細(xì)胞狀態(tài)的變化，讓細(xì)胞難以檢測到信號的濃度，只能感知一個活化配體存在與否。加州大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞通過對信號進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控，準(zhǔn)確記錄了化學(xué)信號的濃度。在體外培養(yǎng)的人類細(xì)胞中，這種動態(tài)應(yīng)答能夠有效從噪音環(huán)境中識別信號，避免在信號傳遞過程中出現(xiàn)信息損失。

細(xì)胞對外界化學(xué)信號的應(yīng)答，取決于自己的生理狀態(tài)。但細(xì)胞生理狀態(tài)存在顯著的波動，比如說細(xì)胞中各種蛋白的含量會出現(xiàn)高達(dá)25%的變動。

為了了解細(xì)胞如何編碼化學(xué)信號的水平，將顯微成像與信息學(xué)理論結(jié)合了起來。研究了三個不同的化學(xué)通訊系統(tǒng)，鈣離子、ERK和NF-κB。這三種類型的信號傳導(dǎo)分別持續(xù)幾分鐘、一小時和差不多十小時。

研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞并沒有一次次地捕捉細(xì)胞外化學(xué)信號的濃度，而是通過持續(xù)應(yīng)答反映信號水平。信息學(xué)理論表明，這種方式可以消除細(xì)胞狀態(tài)變化造成的“噪音”。