研究人员开发出新的模型来模拟脂质在膜中的积累

胆固醇对于哺乳动物细胞膜的形成至关重要，并且是许多生命过程的一部分。生物物理学中最具争议的概念之一是所谓的脂质筏的假设：膜中高浓度的胆固醇和鞘糖脂区域。这些脂质筏，也称为脂质微区，是细胞膜中脂质和胆固醇积累并在细胞功能中发挥重要作用的区域。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都试图通过混合两种类型的脂类和胆固醇来模拟它们，但没有一个能够检测到它们或确定它们是否真正存在，如何形成。以及它们如何在活细胞中发挥作用。

怀疑脂筏也引起诸如克鲁伊茨-雅各布病或爱滋病之类的疾病的发作，其病原体通过它们进入细胞。因此，了解它们的机制是确定这些疾病如何发展的基础。

由URV化工系的研究员带领的一组物理学家弗拉基米尔·鲍林(Vladimir Baulin)设计了一个实验，该实验以纳米尺度模拟一种新型脂筏的形成，该筏围绕着膜和蛋白质等离子膜上被腐蚀的物体。这项研究的结果已发表在《物理评论快报》上。

离子通道是一种跨膜蛋白-也就是说，它们跨越整个细胞膜-与蛋白结合，可以使特定离子从膜的一侧传递到另一侧。它们是其中的一部分，并且含有胆固醇。跨膜蛋白在这些胆固醇纳米域可能形成中所起的作用尚不清楚。”

在这项研究中，科学家们对脂质膜进行了一项与人细胞非常相似的实验，该脂质膜的大小，胆固醇的大小和组成均与人类细胞相似。他们用跨膜蛋白替代了10纳米长的超短碳纳米管。在一系列模拟之后，他们确认了这些域-脂质筏-具有很高的动态性，它们先形成然后消失，然后再次形成，并且存在约10纳秒。

研究小组还发现了胆固醇在膜中的作用的另一个重要发现：胆固醇可能负责破坏膜的稳定性并帮助纳米尺寸的物体进入细胞。弗拉基米尔·鲍林(Vladimir Baulin)表示：“这就像通过薄膜找到打开和关闭门的钥匙一样。”“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膜。但是，如果膜中没有胆固醇，它们就会被困在里面。”

这项研究可能有助于开发研究脂质筏的新的关键方法，因此也将更好地理解某些疾病和细胞过程的发展。

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