利用一種可在活細胞中實時操作蛋白質的新工具，來自約翰霍普金斯大學的研究人員無意中解答了一個長期以來關于某種蛋白在細胞中的開啟位置及機制的爭辯。在發布于《自然細胞生物學》（Nature Chemical Biology）的研究報告中，科學家們證實蛋白激酶A不僅可以在細胞胞體內還可以在細胞核中激活。

領導這一研究是約翰霍普金斯大學醫學院藥理系副教授張瑾(Jin Zhang)，其曾師從著名華裔科學家、諾貝爾獎得主錢永健教授。目前張瑾的主要研究方向為細胞信號的時空調控，尤其是蛋白激酶和第二信使等重要信號分子。因其突出研究成果曾榮獲美國國立衛生研究院（NIH）先鋒獎。

“人們長期以來對細胞核PKA感到迷惑不解，當我們看到我們的結果時答案被揭開，”張瑾說。大多數情況下，該領域的研究人員都相信PKA是在細胞質中激活，然而也存在一些有爭議的數據表明這種激活有可能也存在于細胞核中。張瑾說當她們正在微調一種細胞生物學技術而獲得了一些不同尋常的研究結果時這一爭辯得到了解答。

張瑾和她的研究團隊一直在致力尋找最好的途徑實時觀測活細胞內發生的事件。最近，她們開發了一種可在細胞內操縱復雜分子信號的新工具，這使得研究人員可以刺激細胞的活性，因此實驗主要依賴于她們的時間選擇而非細胞選擇。這一技術使得科學家們能夠在特異的時間精確的位點化學激活一連串信號，所有的都終將導致PKA激活。從而引起細胞改變導致從代謝改變和肌肉收縮等多種結果。

鑒于觸發這一連串的信號可能的各種細胞結果，張瑾和她的研究團隊知道她們不得不在許多情況下測試她們的工具以觀測許多不同的可能性。她們一開始在細胞邊緣刺激了信號鏈。她們測量了信號鏈反應的速度，與張瑾合作的工程師們想出了一種數學方程來模擬從細胞膜到進入細胞核信號傳遞速度。

接下來，她們在更接近細胞中心處測試了她們的工具，激活了細胞核邊緣的分子。她們發現反應速度遠比預期的要快得多；這一數學方程并不適合。考慮到這種不一致性，研究團隊得出結論對于她們的研究發現唯一的解釋就是PKA在細胞核內被激活了，與傳統對于PKA在細胞核外定位和激活的理解相反。

據張瑾所說，PKA一直被認為是在細胞核外激活。在激活后，PKA轉移進入細胞核開啟細胞反應。張瑾的數據表明來自細胞邊緣激活的PKA信號進入細胞核內較緩慢，因此細胞核快速反應的唯一解釋就是可能有另一群PKA已經在那里。

張瑾說：“我們正在收集信息證實細胞核中的PKA是功能性的，它不是污染和背景信號。這些是真正的可以被激活的功能酶。”

張瑾和她的同事們現在的目標是找到區分細胞核中PKA與傳統PKA的方法。毫無疑問，PKA在大量的細胞過程中發揮著至關重要的作用，這意味著細胞核PKA可能是關于細胞功能重要的尚待開發的信息資源。