與人類細胞中最常見的一個過程有關的一項新研究發現，將使我們的理解發生“范式轉變”。
來自鄧迪大學、馬克斯普朗克生物物理化學研究所、哥根廷大學和牛津大學的研究人員，觀察發現鉀通道中的離子透入并不遵循以往預測的信號通路。他們的研究結果發表在《科學》（Science）雜志上。
鉀通道是散布于人體幾乎所有細胞類型表面的微小孔道，在腦細胞間的信號傳送中起作用，也幫助控制了我們的心跳頻率。當它們不能正常運作時，與包括神經退行性疾病和心臟病在內的一系列疾病存在關聯。
這些通道發揮高速過濾器的作用，在通道極其快速的打開和關閉中讓鉀離子通過。
該領域中以往的一種理論，是導致美國生物化學家Roderick MacKinnon獲得2003年諾貝爾化學獎的研究工作的一個組成部分。MacKinnon的研究工作提出，當鉀離子通過這一通道時被水所分開，由于高靜電排斥離子與離子之間不太可能相互接觸。
在這篇Science新文章中，研究小組稱發現了完全不同的情境，利用技術的進步他們揭示出了促進鉀離子通道運行的基本物理原理。
以往的研究工作檢測鉀通道的活動有可能只是通過觀測靜態或“閉合”狀態的晶體結構。計算技術的進步現在使得研究人員可以觀察“運轉中”的鉀通道，從而提供更多的細節，揭示出鉀離子的運作。
在原子尺度上利用計算機模擬，并納入跨膜電壓，他們發現水并沒有和離子一樣協同轉運通過鉀通道，也并不需要水來分離鉀離子。他們發現成對的鉀離子穩定地形成，然后通過了離子通道，靜電排斥驅動了這一過程驚人的效率。
鄧迪大學計算生物物理學和藥物發現系講師Ulrich Zachariae博士說：“我們的研究結果解釋了在最大可達到的物理速度下鉀離子流發生的機制，這對于神經元的快速反應至關重要。”
“這是該領域的一個范式轉變。它改變了我們對于這些非常重要的離子通道運作機制的理解。這些通道極其重要，因為它們在所有細胞中活化，因此我們了解它們的運作機制至關重要。”
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