维尔吉利罗维拉大学 研究人员模拟了碳纳米管进入脂质膜的过程
学分:维尔吉利罗维拉大学 胆固醇对哺乳动物细胞膜的形成至关重要，是许多生命过程的一部分
生物物理学中最有争议的概念之一是所谓的脂筏假说:膜中胆固醇和鞘糖脂高浓度的区域
这些脂筏也被称为脂质微域，是细胞膜上脂质和胆固醇聚集的区域，在细胞功能中起重要作用
目前，活细胞中脂筏的存在只是一个假设，因为尽管各种实验室研究试图通过混合两种类型的脂质和胆固醇来模拟它们，但没有人能够检测到它们或确定它们是否真的存在，它们是如何形成的，以及它们在活细胞中如何发挥作用
人们怀疑脂筏也是诸如克罗伊茨费尔特-雅各布病或艾滋病等疾病发病的原因，这些疾病的病原体通过脂筏进入细胞
因此，了解它们的机制是决定这些疾病如何发展的基础
由URV化学工程系研究员弗拉迪米尔·鲍林领导的一个物理学家小组设计了一个实验，在纳米尺度上模拟一种新型脂质筏的形成，该脂质筏围绕着包裹在膜中的物体，如蛋白质和离子通道
这项研究的结果已经发表在《物理评论快报》杂志上
“离子通道是一种跨膜蛋白——也就是说，它们横跨整个细胞膜——它与蛋白质一起，允许特定的离子从细胞膜的一侧传递到另一侧
它们是其中的一部分，含有胆固醇
跨膜蛋白在这些胆固醇纳米结构域的可能形成中所起的作用尚不清楚，”弗拉迪米尔·鲍林在谈到研究结果时说
在这项研究中，科学家们用一种脂质膜进行了一项实验，这种脂质膜在大小、尺寸和胆固醇组成方面与人类细胞非常相似
他们用跨膜蛋白代替了10纳米长的超短碳纳米管
经过一系列的模拟，他们证实了这些区域——脂筏——是高度动态的，它们形成然后消失，只是再次形成，它们存在大约10纳秒
该研究小组还对胆固醇在细胞膜中的作用做出了另一项重要发现:胆固醇可能导致细胞膜不稳定，并帮助纳米大小的物体进入细胞
“这就像通过薄膜找到开关门的钥匙，”弗拉基米尔·鲍林说
“我们发现，当胆固醇浓度很高时，纳米管可以在几毫秒内自发离开细胞膜
但是如果膜中没有胆固醇，它们就会被截留在里面
" 这项研究可能有助于开发研究脂筏的新的重要方法，因此也将更好地了解一些疾病和细胞过程的发展
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