新方法为钾通道的张力敏感性提供了见解

离子通道在细胞生理学中起着不可或缺的作用，而了解影响离子通道功能的物理特征是生物学家相当感兴趣的问题。鉴于机械敏感性是细胞的固有特征，随时在细胞上作用的复杂的机械应力集代表了细胞生理学领域的重要考虑因素。实际上，有时需要由机械应力产生的拉伸力来激活离子通道。正如福井大学的岩本昌幸教授和大木茂俊教授所解释的那样，“机械应力改变了细胞膜的张力水平，并且膜中的拉伸活化离子通道介导了与张力有关的电传导。”

最近的实验表明，张力敏感性是离子通道的一种特性，而不是历史上被归类为“机械敏感性”通道的离子通道，生物物理学家逐渐将张力敏感性视为离子通道的固有特性。然而，阐明这种张力敏感性的生理相关性和分子机制的努力取决于建立允许实验者实时评估膜张力动态变化的实验方法。

为了满足这一日益增长的需求，Iwamoto和Oiki教授将他们的精力集中在开发一种新颖的用于测量膜张力的延时系统上。在他们的实验中，他们通过将两个单层衬里的水泡对接形成双层，并使用Young-Laplace原理评估了低于100帕斯卡的气泡内压力来评估张力。这种新颖的实验方法的优势在于，它依赖于由纯化通道和简单脂质双层组成的简单模型系统。该模型使实验人员可以避免具有大量离子通道和辅助蛋白的真实细胞膜难以处理的复杂性。实验设置允许实时监测膜张力。

KcsA离子通道是用于理解离子通道结构与功能关系的原型离子通道。通道在双层中起作用，这是一个重要的优点，因为在记录KcsA离子通道的动态响应性的同时，在实际的细胞活动过程中发生的膜张力快速变化。这些实验揭示了张力敏感性的新作用方式，在现有文献中没有先例。他们的结果发表在最近发表在同行评审杂志JACS Au上的一篇论文中。

有趣的是，KcsA离子通道对膜张力表现出敏感性，并对其波动做出快速响应。一个值得注意的观察是，离子通道对增加的膜张力的反应与它们对减小的膜张力的反应有很大的不同。在拉伸阶段，仅当膜张力达到高水平时，通道才开始激活。在张力降低阶段，即使恢复到较低的张力水平后，它们仍保持活跃一段时间。此功能称为磁滞现象，它表示通道分子可以在短时间内“记忆”其活动状态。

总之，Iwamoto和Oiki教授开发了一种延时系统，用于测量膜张力，同时记录原型离子通道的动态响应能力。他们的发现揭示了一个磁滞过程，他们注意到“磁滞现象扩展了在各种细胞活动中起关键作用的张力敏感通道的机制的现有知识”。

因此，本研究不仅对基础离子通道研究的新方法的演示，而且对离子通道机理的基础研究都具有重要意义。将滞后作为KcsA离子通道的功能特征的见解对于药物发现研究可能是有价值的。

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