实验室绘制了三个分子通道的解剖图

洛克菲勒大学罗德里克麦金农实验室的科学家利用最先进的分子深度冷冻成像技术，以前所未有的细节重建了三个通道的三维结构，为特定类型的离子提供了通路穿过细胞的保护膜。因为这些离子是允许细胞彼此通信的生物化学信息传递的核心，所以这些发现对于理解肌肉如何收缩，心脏如何维持其节律以及许多其他生理过程具有意义。

在所有情况下，研究人员使用Evelyn Gruss Lipper Cryo-Electron显微镜资源中心的设备捕获和编辑分子图像，同时将它们冻结在薄薄的冰层中。利用这些数据，他们确定了三维通道的结构，直至单个原子的水平。

“由于能够直接检测用于可视化样品的电子的装置，结构生物学经历了真正的革命，”资深作者Roderick MacKinnon，John D. Rockefeller Jr.教授和分子神经生物学和生物物理学实验室负责人说。“利用这项技术，可以根据个体随机定向蛋白质分子的图像确定高分辨率结构。” 拥有这些结构使研究人员能够研究这些分子如何发挥作用的长期问题，为其生物学提供新见解，并有可能帮助开发多种疾病的治疗方法。

氯离子通道：一种微妙的变化，另一种工作方式

被称为CLC的氯离子通道打开，被动地允许离子通过。然而，它有一个近亲，以另一种方式移动氯化物：通过将它换成质子。在他们的结构数据中，MacKinnon实验室的博士后Eunyong Park和研究专家Ernest B. Campbell发现了一个细节，有助于解释这两个相似的分子如何以不同的方式工作：一个环在孔内的位置哪些离子传播。在交换器分子中，已知该环路部分地阻挡了离子的路径。在新的CLC结构(上图)中，他们看到这个环路向下翻转，使氯化物更自由地行进。

“心脏起搏器”频道：如何扭转反应

通过允许钾和钠穿过细胞膜，HCN通道有助于节律性电信号，包括心脏内的起搏器电流。在类似的渠道中，HCN对电压变化的逆向反应使其与众不同。当其他人打开信号时，其他人打开信号，HCN关闭。与其他人不同，当细胞恢复休息时，它会打开。Postdoc Chia-Hsueh Lee发现了导致这种差异的特征，包括HCN电压检测传感器(蓝色)中的超长臂与相关钾通道(橙色)相比。在电脉冲开始后，较长的臂可能使孔稳定在关闭位置。这和Lee的其他发现于1月12日在Cell中详述。

Slo2.2：平息激动神经元的转变

为防止高频电脉冲失控，通道Slo2.2通过允许钾离开细胞来进行断裂。它是响应在信号期间涌入的钠而这样做的。博士后的理查德·海特和他的同事已经确定了Slo2.2在关闭时的样子，没有钠。在1月19日发表于Cell的新研究中，Hite将通道暴露于不同浓度的触发离子，以确定在特定钠浓度下同时发生的所有结构的分布 - 第一次这样的实验。事实证明，通道只存在于两种构造中，即闭合和开放。结果，它在打开时经历急剧转变，类似于打开灯开关。

麦金农是霍华德休斯医学研究所的研究员，也是2003年诺贝尔化学奖的获得者。