细胞仅使用少数几个第二信使（例如cAMP）就将大量胞外信号传递给特定的细胞反应。为了解释信号传导的特异性，已经有研究提出了降解cAMP的磷酸二酯酶（PDE）可将cAMP限制在不同的细胞区室中。但是，已测量到的cAMP快速扩散速率和PDE缓慢活性速率使cAMP分隔基本上不可能。有鉴于此，德国马普研究所的Martin J. Lohse和Andreas Bock等研究人员，实现在纳米尺度下cAMP信号的光学成像。

本文要点

1）使用荧光光谱，研究人员发现，与早期的数据相反，生理浓度下的cAMP主要与cAMP结合位点结合，因此不可移动。

2）绑定和解除绑定会大大降低cAMP动态，研究人员称之为“缓冲扩散”。通过对大部分cAMP进行缓冲，PDE可以创建低cAMP浓度的纳米域。

3）使用FRET-cAMP纳米尺，研究人员可以直接在PDE分子周围的纳米尺度上绘制cAMP梯度，并绘制出cAMP依赖性蛋白激酶（PKA）的下游激活区域。

该研究表明，时空cAMP信号传导受门控下游效应子激活的PDE纳米域的精确控制。

参考文献：

Andreas Bock, et al. Optical Mapping of cAMP Signaling at the Nanometer Scale. Cell, 2020.

DOI：10.1016/j.cell.2020.07.035

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)30943-0