神经元和肌肉细胞表面的毛孔控制着您的每一个思想

EPFL的“蓝脑计划”的研究人员首次绘制了这些电压门控离子通道的最大家族的行为图：Kv通道。

他们的开拓性工作发表在《细胞神经科学前沿》上，并作为原始数据在线免费提供，将为虚拟药物发现提供动力-他们希望，这是第一个全脑模拟。

数字大脑的数据

数千项研究通过测量离子在受控电压下跨细胞膜小片的运动来探测Kv通道在各种细胞中的行为。在“蓝脑计划”的早期，神经科学家Rajnish Ranjan博士受命根据这些研究对Kv通道的行为进行建模，以用于其脑部仿真。

这项新研究的主要作者兰詹回忆说：“令我惊讶的是，尽管进行了30年的研究，但尚无原始数据。”

即使是已发布的已处理数据也反映了研究方案的荒野之路，结果不一致且不兼容。几乎没有或从未研究过许多Kv通道，更重要的是，全面缺乏关于体温的研究。

Ranjan解释说：“在接近体温的情况下，脂肪细胞膜会软化并滑离录音设备。因此，几乎所有研究都是在室温下进行的。”

没有数据-没有渠道模型-没有大脑模拟。如果Blue Brain团队要成功，他们将需要记录自己的Kv频道数据-价值三十年。

从寒冷中引入离子通道研究

幸运的是，Blue Brain团队包括一个离子通道记录机器人。通过使记录自动化，这使他们能够以惊人的速度和大量尝试克服接近体温的高故障率。

结果是有史以来所有Kv通道或任何离子通道家族的行为的第一张图。该地图反过来调和，加强和驳斥了Kv渠道研究的最近三十年。

“在标准化条件下和大量样本中，Kv通道在细胞系和物种中的行为在很大程度上是一致的。并且正如预期的那样，定量地，Kv通道在35°C时的激活和灭活速度比在25°C或15°C时快。

“新的重大发现是，Kv通道在质量上从15°C到25°C到35°C有很大不同。”

例如，某些通道仅在较高温度下才会失活，因此尽管在室温下进行了数千项研究，但以前还是错误地将其视为未失活。其他人则显示了一种新型的延迟灭活。更令人惊讶的是，某些渠道似乎是随机改变其行为的-尽管无法解释，但可能是先前研究之间某些不一致的原因。

Ranjan说：“我们在35°C时发现的质量差异显然需要进一步测试。”

特别是，该团队的方法应该应用于在已知调节剂(例如蛋白信号，伴侣和锚蛋白)或遗传通道变体存在的情况下，系统地研究Kv通道行为。

除此之外，Blue Brain已经在研究其他电压门控离子通道的行为，包括允许Na +或任何正离子穿过细胞膜的通道。最终，他们将需要所有这些来构建大脑的数字副本。