Клетка — это город с воротами. Каждые ворота — белковый канал в мембране: через него внутрь и наружу проходят ионы, сахара, сигнальные молекулы. Одни ворота почти всегда открыты, другие открываются и закрываются случайно, как двери в метро, которые то пропускают пассажира, то захлопываются перед носом.

Раньше физики считали поток через канал по частям: отдельно учитывали форму канала, отдельно — случайные открытия, отдельно — неоднородность среды, где молекулы движутся то быстро, то медленно. Авторы новой работы собрали все три фактора в одну формулу. Она предсказывает, сколько молекул пройдёт за секунду, если известны геометрия канала, частота открытий и характер движения молекул.

Результат отличается от некоторых прежних оценок в физической литературе. Это значит, что старые расчёты могли завышать или занижать поток в определённых случаях. Новая формула даёт биологам более надёжный способ предсказывать, как лекарство проникнет в клетку или как нервный импульс пройдёт по каналу.

Итак, ворота клетки больше не чёрный ящик. Теперь их пропускную способность можно рассчитать заранее — как инженер считает поток машин через тоннель с учётом светофора, ширины дороги и пробок.