ion channel
1 개요
신경 세포막에 존재하며, 이온(Ca+2,Na+,K+,Cl-)등을 세포 내외로 수송하여 전압차를 만들어 '신경에 전류가 흐르도록'만들어주는 channel. 이놈들의 기능을 완벽히 이해할 수 있다면 인공신경도 만들 수 있다. 물론 현 생물학 수준에서는 먼 미래의 이야기지만.
이온 채널은 흔히 7 protein channel이라고도 불리는데, 그 이유는 세포막을 관통하는 7개의 기둥이 연결된 구조로 되어 있기 때문. 각 기둥은 각각 S1, S2...S7라고 이름붙이며, 이중 S1부터 S4까지는 voltage sensing이라고 해서 전압을 감지하고 이온 채널을 구성하는 단백질의 구조를 바꾸도록 하는 부분이고, S5부터 S6는 이온이 통과하는 pore의 모서리 부분을 만들어 준다.
2 종류
- Na channel
- K channel
- Cl channel
- Ba channel
3 기타
이온 채널들을 연구할 때는 보통 patch clamp라는 걸 사용한다. 전기신경학에서 ion channel에 대하여 연구하기 위해 사용하는 기법. 사실 다양한 세포에 적용될 수 있지만, 주로 신경세포, 근육, b-이자세포에 대해 적용된다.
patch clamp에서 clamp란 전극 기능을 가진 유리관을 말하는데, 이 유리관의 관 지름은 1마이크로미터 가량이라, 천천히 세포막에 가져다데어서, 세포의 이온 채널만을 선택적으로 고립시킬 수 있다. 만일 이대로 세포를 뚫어버린다면 세포 내부의 전류를 측정하게 되므로(...) 이대로 멈춘다. 세포와 유리관 내의 용액은 전해질이기 때문에 이온 채널이 작동하면 전류의 변화가 용질에 전달되고, 그러면 유리관 내부의 염화은이 그 전류를 증폭하여 계측기에 전달해서, 결론적으로 이온 채널의 변화를 읽게 된다.
...말은 참 쉽다. 실제로는 전해질의 이온 비율과 유리관을 미세하게 조정하는 정밀기술, 나노 단위의 전류 통제와 측정 등 미칠듯한 기술력이 조합되어 만들어진 기술. 참고로 엘빈 네셀과 베르트 자크만은 이 기법을 발명한 댓가로 1991년 노벨상을 수상했다.