1. 何为信号转导

信号转导（Signaling transduction）是指细胞通过胞膜或胞内受体感受信息分子的刺激，经细胞内信号转导系统转换，从而影响细胞生物学功能的过程。信号转导的起始由配体（ligand）和受体（receptor）的结合介导。受体可以识别特异的信号分子，引发细胞内一系列的生化反应，使细胞和生物体做出相应的调整，以应对外界环境和刺激的变化。

我们可以把细胞比作一个等级森严的组织，每一等级职责明确。当有问题出现时，指令便一级一级传递，直到细胞做出决定，再一级一级传递出去，使细胞做特定的反应。配体受体结合所引发的一系列胞内分子状态的改变，被称为细胞信号转导通路。

信号转导概要

2. 金风玉露一相逢

信号转导起始于配体和受体的结合。根据受体的位置，将受体分为膜受体和胞质受体。现以经典的膜受体为例，对信号转导的起始进行简要的介绍。

当没有配体时，信号通路处于未被激活的状态，通路中的各组分也处于一种相对稳定的状态。而当配体存在时，配体结合到受体分子的胞外区域，并被受体所特异识别，导致受体的胞内区域发生特异的改变（构象或生化性质发生变化），激活下游分子。被受体激活的分子，又一级一级分别激活各自直接下游的分子，直到细胞的状态发生改变。信号转导通路中的分子主要是蛋白质，一些情况下，离子、磷脂等一些其他分子，也发挥重要作用。

由于信号转导的过程为线性传递，发生状态改变较早的分子相对于状态改变较晚的分子为上游；反之，发生状态改变较晚的分子相对于状态改变较早的分子为下游，比如，受体的状态改变是最早的，相对于其他信号分子，处于整个信号转导通路的上游。信号通路各组分上下游的关系，可以通过遗传分析来确定。

通过正向或反向遗传学的方法，鉴定出某一信号转导通路的相关组分，再通过遗传分析确定其上下游关系，就可以构建出一套完整的信号转导通路。

配体受体结合引发信号转导起始

3. 乙烯的信号转导通路

在所有的植物激素中，乙烯的信号转导通路，是目前研究的较为清楚的通路之一。

在拟南芥中，乙烯共有5个受体（ETR1、ETR2、ERS1、ERS2、EIN4），定位于内质网膜上。在空气中，乙烯的浓度非常低，受体和CTR1的N端结合，CTR1磷酸化EIN2的C端，磷酸化状态下的EIN2由ETP1/2介导降解，抑制信号的向下传递。同时，在细胞核中，转录因子EIN3/EIL1由EBF1/2介导，被泛素化蛋白酶体降解，乙烯信号通路处于沉默或失活状态。

当空气中乙烯浓度增加时，乙烯分子和受体结合，使CTR1失活，无法磷酸化EIN2，去磷酸化的EIN2不能被ETP1/2降解，同时，其C端被切割下来，从内质网转运到细胞核，稳定转录因子EIN3/EIL1并使其累积，进而调控乙烯响应基因的表达，以帮助植物应对环境的变化。

拟南芥的乙烯信号转导通路

4. 来自童话镇的故事

很久很久以前，有一个小孩儿叫Receptor，不爱学习、调皮捣蛋。他最大的爱好就是吃饭、睡觉、打CTR1（一款电脑游戏）。Receptor今年读小学六年级，马上要面临升学的考验。他们的考试很简单，把一本叫EIN2的书上的内容记住，加入自己的理解和感悟（EIN3），重新表达出来，得到好的Response，就可以顺利升学。

Receptor的父亲Ethylene是一位科研工作者，由于平时工作比较忙，对小Receptor疏于管教。每天放学回到家，小Receptor做的第一件事就是打开电脑，尽情玩儿他心爱的CTR1游戏。而要读的书EIN2，早就不知道被他随手扔到了哪儿。

一天，小Receptor肆意玩儿游戏而荒废学业的行为被他的父亲Ethylene发现了，Ethylene非常生气，对Receptor进行了严厉的批评教育。Receptor听后羞愧难当、无地自容，决定从现在起Good good study，dayday up，绝不辜负父亲对自己的期望。于是，他毅然决然地把CTR1从电脑中卸载了，从垃圾堆中重新找到了EIN2认真学习起来。经过刻苦的学习，Receptor将EIN2上的所有内容烂熟于心，并取其精华，加入自己深刻且独到的理解，将EIN2的内容进行改版升级，形成了自己的知识体系（EIN3），在考试中取得了非常优异的Response，顺利进入了心仪的学校，开始了新的快乐学习生活。

童话镇的故事

小故事和乙烯信号转导通路比较

参考资料：

1. https://www.khanacademy.org/science/biology/cell-signaling/mechanisms-of-cell-signaling/a/intracellular-signal-transduction

2. https://en.wikipedia.org/wiki/Signal_transduction

3. Yang, C., Lu, X., Ma, B., Chen, S. Y., & Zhang, J. S. (2015).Ethylene signaling in rice and Arabidopsis: conserved and diverged aspects.Molecular plant, 8(4), 495-505.