科学家发现分子缺陷参与听力损失
来自斯克里普斯研究所的科学家阐明蛋白质的作用,harmonin,参与听证会的机制。这一发现启示了转导的运作的过程细胞机械刺激转换成电活动。转导基因缺陷可能导致毁灭性的疾病,比如亚瑟综合征,表现为耳聋,逐渐失明,肾脏疾病,可导致肾功能衰竭。
斯克里普斯研究教授领导的研究中,乌尔里希米勒,发表在2009年5月14日出版的期刊神经元。
“我们经常面对许多不同种类的机械信号,传感器在我们的身体应对这些信号,”穆勒说。“例如,mechanosensors肌肉控制的姿势,而皮肤让我们感觉联系。虽然我们的许多其他的感官,比如味觉和嗅觉,很好理解,mechanosensory感知世界,我们一点都不知道下一个。”
通过获得更好的升值的分子力学的听证会上,科学家们可以学习很多关于类似的身体的运作流程和缺陷在这些过程可以导致疾病。
听力:一个精致的分子舞蹈
声音开始时的机械振动波通过空气压缩空气分子的耳朵。第一波打击外耳,然后沿着耳道进入中耳之前的耳膜。振动鼓膜移动一套精致的骨头,与囊性螺旋结构在内耳,耳蜗。耳蜗内专业”毛细胞“静纤毛的两旁对称阵列——mechanosensing细胞器对流体运动或流体压力的变化。耳蜗内的流体的运动导致静纤毛,反过来,移动。
sterocilia偏转时,分子复合物称为“提示网络连接”,连接静纤毛的技巧,传输物理力的封闭的离子通道连接到它们。这些离子通道的开放,都感觉神经元的监控之下,交流电信号大脑中的神经元,使听力。在亚瑟综合征和其他感官神经疾病导致耳聋,静纤毛的对称性和转导过程中断,导致耳聋。
”大家都知道,缺陷毛细胞使人耳聋,但没有人知道为什么——它被认为可能在毛细胞突触退化或细胞不正常发育,”穆勒说。“头发细胞的基本功能在mechanotransducers受损由于分子缺陷以前从未被证明。”
早期的研究基础上
部分原因是静纤毛是极其微小的,稀缺,很难处理,分子构成提示链接仍然难以捉摸,直到2007年,当米勒和他的同事发现钙粘着蛋白23和protocadherin 15两种蛋白质负责打开离子通道。他们还表明,钙粘着蛋白23与另一个蛋白质,形成一个复杂的肌球蛋白1 c,这有助于关闭通道。
“钙粘着蛋白23和protocadherin 15两个已知的第一个组件的任何感官细胞转导机械在脊椎动物,”穆勒说。“有这两个组件,然后我们去找其他人,发现harmonin,本地化的提示链接,钙粘着蛋白23也本地化,并需要我们现在知道转导。”
在确定harmonin作为另一分子参与转导,科学家也许能够靠近一点点解决一个基本的科学难题:生物系统如何构建控制系统作为机械设备,几乎像开关吗?也存在类似的开关几乎身体的每一个细胞,是让离子流动的守门的一个细胞。任何给定的细胞可能有成百上千的通道。正确的刺激可以打开一个通道,允许离子通过;的跨细胞膜的离子产生微小的电流,使大量的身体机能。
“许多不同疾病相关机械现象,”穆勒说。“了解这个机器的组件可能有助于阐明他们中的很多人,最终导致新的治疗方法。”
论文的第一作者,“Harmonin(蛋白质)的基因突变导致耳蜗毛细胞转导缺陷,”尼古拉Grillet,斯克里普斯研究的有熊,安娜·雷诺兹。额外的作者包括佐藤隆和Bechar Kachar耳聋和其他沟通障碍研究所的,国家卫生研究院(NIH);概念签约和加州大学的David Williams,洛杉矶,医学院;瑞秋·杜蒙特和俄勒冈健康与科学大学的彼得·吉莱斯皮;彼得亚雷Kazmierczak,伊迪丝Hintermann安娜Sczaniecka,马丁Schwander斯克里普斯研究。
