研究人员模仿人造水过滤器中的细胞膜调节离子传输

在每个活细胞中,都有膜,在每个膜中都有蛋白质,每种蛋白质都充当化学守门人。

来源:英国物理学家网首页
在人工2D通道中探索离子相互作用。学分:自然通讯(2025)。 doi:10.1038/s41467-025-61307-x
自然通讯

在每个活细胞中,都有膜,在每个膜中都有蛋白质,每种蛋白质都充当化学守门人。

这些生化弹跳器并没有被动地让离子传递并从牢房中传递出来,而是根据需要将门扔宽或关闭。当细胞需要时,它们使更多的生命维持材料(如钾或钠)通过细胞的生物离子通道,但是在化学浓度太高之前关闭流量。

“如果我们能够理解生物系统中的离子运输并在人工制造的生物系统中进行创造性操纵它,它将大大推进技术,”刘教授。

这是生物学家研究的过程,工程师多年来一直羡慕。调整膜有时会放入更多材料并在其他时候将其放在外面的能力可能会彻底改变人们如何使水安全饮用并消除来自海洋,湖泊和河流的有害或有价值的有害物质。

“自然而然地,看看您是否可以建立人工系统,以某种方式模仿这些生物学特性,”西北大学化学教授乔治·沙茨(George Schatz)说。

Uchicago PME和西北团队是一份新的自然传播报纸,既解决了这一谜团,又揭示了对离子运输方式的新见解。

新论文

通过添加不同量的铅,钴或钡离子,该团队发现它可以大大增加或限制穿过人造膜的钾的量,模仿细胞的能力,以确定自己的生物膜。在团队最引人注目的发现中,在铅离子的存在下仅增加了1%的钾量,使通过频道的钾量增加了一倍。

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