西湖大学生命科学学院卢培龙研究团队经过长达六年的不懈努力，近日在《细胞》这一国际顶级学术期刊上发表了突破性研究成果，成功实现了电压门控阴离子通道的精确从头设计，并首次完成了人工通道蛋白的体内功能验证。这一里程碑式的发现不仅刷新了生物医学领域的认知边界，更为蛋白质药物开发开辟了全新的可能性。
该团队通过先进的计算模拟技术，构建出一种由15根α螺旋组成的五聚体跨膜蛋白骨架。这一创新设计的关键突破在于引入带电精氨酸作为电压感应与离子筛选模块，使得人工通道蛋白在仅40毫伏的电压下就能表现出对阴离子的选择性通透能力。通过冷冻电镜技术的精密验证，研究人员发现设计结构与实际蛋白结构高度吻合，证实了计算模拟的可靠性和设计的精确性。
在基础研究取得突破后，研究团队进一步通过单点突变技术对通道蛋白进行精细调控，成功将激活电压降低至20毫伏，并实现了离子通透优先级的精准控制。这种可调控性为未来开发具有特定功能的离子通道药物提供了重要基础。
更为重要的是，该团队将设计完成的人工通道蛋白成功应用于小鼠脑部实验，通过基因工程技术将其表达于神经元中，最终实现了对神经元放电活动的有效抑制。这一实验结果不仅证实了人工通道蛋白在活体环境中的功能性，也为开发针对神经系统疾病的新型蛋白质药物提供了强有力的科学依据。
这项研究成果的发表标志着生命科学领域在蛋白质设计领域取得了重大进展，其创新性不仅体现在技术层面，更在生物医学应用前景上展现出巨大潜力。未来，该技术有望为多种疾病的治疗提供新的解决方案，推动蛋白质药物开发进入一个全新的时代。