毛孔的思考:离子通道研究召唤第一模拟整个大脑

在神经细胞和肌肉细胞表面的毛孔控制你的每一个思想,运动;心脏的跳动。毛孔的性质的方法是打开、关闭或锁在短时间内(灭活)根据voltage-shapes信号形式的离子在细胞表面移动。

第一次,洛桑联邦理工学院的研究人员蓝脑计划有映射这些电压门控的行为最大的家庭吗离子通道:Kv频道。

发表在细胞神经科学前沿,免费的在线作为原始数据,他们的开创性工作将电力虚拟药物笔者,他们希望,第一个全-大脑模拟。

数据的数字大脑

成千上万的研究探索Kv渠道的行为,在不同的细胞,通过测量离子的运动小补丁的细胞膜电压控制。在“蓝脑计划”的初期,神经学家博士Rajnish Ranjan任务是造型Kv渠道的行为,基于这些研究,用于模拟它的大脑。

“让我感到惊讶的是,尽管30年的研究没有原始数据是可用的,“野生动物回忆,这项新研究的主要作者。

甚至出版,处理过的数据反映了西部的研究协议,不一致和不兼容的结果。许多Kv渠道几乎从来没有学过,和最重要的是,有一个缺乏研究接近体温。

”附近的体温,脂肪细胞膜软化并从录音机溜走。所以,几乎所有的研究都是在室温下进行,”野生动物解释道。

没有数据通道models-no大脑模拟。如果蓝脑团队取得成功,他们将需要记录自己的Kv data-thirty年的频道。

将离子通道研究从寒冷

幸运的是,蓝脑团队包括离子channel-recording机器人。通过自动化的录音,这允许他们克服高失败率接近体温与纯粹的速度和体积的尝试。

行为的结果是第一个地图的Kv别指望任何家庭的离子通道,。地图轮流和解、强化和Kv通道研究驳斥了过去三十年。

“在标准条件下和大样本大小,Kv渠道的行为在很大程度上是一致的跨细胞和物种。预期,定量,Kv通道激活和灭活快35°C比25°C或15°C。

“大新的发现是Kv渠道行为定性非常不同于15°C, 25°C到35°C。”

例如,一些通道活性只有在更高的温度,所以以前错误作为non-inactivating尽管在室温下成千上万的研究。另一些则展示了新型的延迟失活。更令人吃惊的是,一些渠道改变他们的行为看似随机产生原因不明,但可能构成一些先前的研究之间的矛盾。

“定性差异我们发现在35°C明确需求进一步测试,“野生动物说。

特别是,团队的方法应该被应用到系统地研究Kv渠道行为存在已知的调制器像蛋白质信号,陪伴和锚点或遗传变异频道。

除此之外,工作已经开始在蓝色大脑地图其他电压门控离子通道的行为,包括那些允许Na +,或任何积极的离子穿过细胞膜。最终,他们将需要所有这些建立大脑的数字拷贝。

Channelpedia

这些研究结果的重要性比蓝色大脑的雄心勃勃的整个大脑直接模拟,然而。研究数据将使研究人员都为Kv channels-useful开发自己的改进模型,例如,在药物发现。

“数据和方法建立了映射的行为Kv通道可用于系统屏幕药物潜在的候选人对渠道积极或有害的影响行为”,表明野生动物。

为此,研究团队提供了开放获取对他们多Kv通道录音从超过9000个细胞,并为其他渠道越来越多的数据集。这些都是公开下载一个专用的,类似wiki平台Channelpedia。

“任何人都可以访问Channelpedia在线和贡献,”印度野生强调。“我们鼓励其他实验室分享他们的离子通道数据,扩展和完善这个资源。”

团队提供的模型,根据系统的数据收集,可以解释任何通道的上下文中记录生理温度。

“temperature-activity关系建立在我们的模型允许录音在任何温度下转化为生理温度,”解释了野生动物。“这是一个非常关键的贡献我们的工作,因为通道录音在生理温度仍然困难和未来的实验可能会继续在较低温度下被执行。”