從離子通道到遺傳密碼：“折紙風車”模型開辟生物電遺傳學新賽道

腦科學網訊繼腦科學家孫作東提出的DNA四聚體折紙風車模型在Research Square發布并引發學界廣泛關注后，其另一學術成果《基于鉀離子通道折紙風車模型的高爾基染色選擇性著色機制解釋》同步在該平臺上線，兩篇論文共同進入國際專業期刊同行評審階段。

1873年，高爾基發明劃時代的硝酸銀染色法，為神經科學按下啟動鍵。他與卡哈爾共同斬獲諾貝爾獎，卻因學術觀點掀起世紀論戰：高爾基堅持神經元構成網狀結構，卡哈爾則憑借優化后的雙重浸漬法力證神經元是獨立個體。這場爭議推動神經科學走向成熟，卻留下詭異的“幽靈顯影”之謎——為何僅有1%-5%的神經元愿意“現身”？如今，孫作東團隊從諾獎得主羅德里克·麥金農的鉀離子通道四聚體研究出發，成功跨域至遺傳學，基于“鉀離子通道折紙風車模型”提出顛覆性解釋。

研究揭示，顯色與否的關鍵在于細胞內四聚體“折紙風車”的守門狀態。這一倒圓錐形結構與麥金農諾獎研究的核心特征一脈相承：當“分子風車門”從核孔或膜孔脫落，銀離子便得以涌入，細胞隨之顯影；門扉緊閉的完整風車則構成無法逾越的屏障。這一機制完美對應百年觀察到的極低顯色比例，更間接為卡哈爾的神經元獨立學說提供機制性支撐。

更關鍵的是，該研究設計是對“可證偽性”這一科學核心精神的經典示范。它構建精妙反向驗證回路：若細胞顯色率能隨四聚體脫落率同步變化，不僅能破解染色之謎，更能為“鉀離子通道折紙風車模型”提供最直接的實驗鐵證。團隊已規劃清晰驗證路徑，通過控制細胞培養時間動態觀測顯色與風車結構狀態的因果關系，讓假說接受最嚴格的實驗審判。

從麥金農鉀離子通道的倒圓錐形四聚體，到破解高爾基與卡哈爾留下的世紀謎題，再到串聯生物電與遺傳學的底層邏輯，“鉀離子通道折紙風車模型”宛如橫貫的橋梁，首次將生命科學兩大基石領域連通。這一突破不僅為跨越三個世紀的學術追思畫上句號，更以從0到1的原創邏輯指向名為“生物電遺傳學”的全新疆域。它關注的不僅是有形物質的遺傳，更包含那些無形、貫穿生命活動的電信號調控規律，為解讀生命傳承中的深層關聯提供全新視角。在生命科學走向大融合的今天，這項源于三重諾獎脈絡的研究，價值已遠超破解單一謎題。基于堅實的諾獎脈絡與可證偽的實驗路徑，“鉀離子通道折紙風車模型”已初具統一范式的格局，它不再僅僅是一把鑰匙，更可能是重新繪制生命科學藍圖的導航圖，有望開啟理解從離子流動到基因調控、再到認知涌現這一完整生命史詩的全新大門。（愛麗/文）