微管纳米孔和管腔的离子电流模型

已有研究表明，微管和其他细胞骨架丝可能充当电传输线。本文构建了一个微管电路模型，该模型结合了其圆柱形结构以及壁上的纳米孔特征。利用该模型，研究了当在其两端施加外部电位时，离子沿管腔的电导如何受到通过纳米孔的离子通量的影响。基于布朗动力学模拟结果，发现纳米孔具有不对称的内外电导，表现为非线性IV曲线。我们的模拟表明，这种不对称性与由C末端尾巴运动引起的内电压源相结合，会导致净电流被泵送穿过微管壁，并通过管腔沿微管传播。这种效应被证明能够增强并直接叠加到由外部电压源引起的纵向管腔电流上，并且在放大细胞环境中的低强度内源性电流或作为纳米生物电子器件方面可能具有重要意义。