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诺奖得主厄温内尔川大讲座:研究离子通道有助于治疗疾病

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四川在线消息(李梓豪 记者 李寰)作为海科会的重头戏之一、对话权威 四川大学专场,迎来了1991年诺贝尔生理学或医学奖得主、德国生物物理学家厄温 内尔教授。他以《离子通道的发现、功能以及与疾病的关系》为题,在四川大学华西校区为学生带来了一场聚焦科学的盛宴,讲座于上午9时30分准时开始,教室内早已座无虚席。

厄温 内尔教授对 离子通道 的研究开始于他上博士期间,半个世纪以来,内尔教授始终在研究 离子通道 与疾病的关系。据介绍, 离子通道 全称为 生物膜离子通道 ,是指各种无机离子跨越细胞膜进行被动运输的通道。在介绍自己对离子通道的研究之前,内尔教授首先回顾了历史上科学家对生物电现象的研究。他介绍,文艺复兴后期,意大利科学家伽伐尼就已经通过研究蛙腿,发现了生物体内存在的 电流 。后来的科学家对生物电的现象做了一系列研究。

内尔教授在研究过程中,他遇到了诸多困难。比如,他发现离子通道产生的电流极小,甚至小于整体环境中的 噪声 ,现有仪器无法测量。因此,为了验证离子通道的存在,他需要设计一种全新的测量仪器。经过两年多的努力,内尔和他的合作者终于发明了 膜片钳技术 ,证明了离子通道的存在。但是这项研究的真正价值不止于此,内尔教授认为膜片钳技术的应用 产生了令人惊讶的结果 。他介绍,离子通道在不同的细胞内发挥着多种多样的作用,比如在神经细胞中它与神经突触之间的信息传输有关,在内耳细胞中则与听觉感知相联系。此外,离子通道还是多种药物的靶点。因此,离子通道研究和膜片钳技术对理解细胞形态与功能的关系、药物作用机制有重要意义。

内尔教授还提到,离子通道的缺陷还与很多疾病的成因有关。他介绍,在人类的3万对基因中,有约200对决定着离子通道。当这些基因发生突变时,离子通道的功能就无法正常发挥,从而阻碍相应的无机离子在细胞膜内外进行交换,导致一些生理疾病。比如,钠离子通道结构发生缺陷,可能会引起致命性心律失常;氯离子通道缺陷则可能导致囊性纤维病。再如癫痫、肌无力、II型心脏病等都可能由不同类型离子通道功能受阻、无机离子难以正常通过导致。因此,离子通道研究和膜片钳技术,将有助于人们更好的理解多种疾病的致病原理,并研发具有针对性的药物,从根源上进行医治。

厄温 内尔教授曾于1963年至1966年在德国慕尼黑工业大学学习物理学,后赴美国威斯康辛大学攻读生物物理学硕士。1991年,内尔教授因发现了活细胞内离子通道获得诺贝尔生理学或医学奖。本次讲座即介绍了这一发现基本情况,以带给在座的 未来科学家和医学工作者 一些启发。

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