科学家发现听觉机制
俄勒冈健康与科学大学的科学家们首次以近乎原子的细节揭示了内耳负责听觉的关键部分的结构。
“这是最后一个基本分子机制仍然未知的感觉系统,”OHSU Vollum研究所资深科学家、Howard Hughes医学研究所研究员、资深作者Eric Gouaux博士说。“实现这一绝对惊人过程的分子机制几十年来一直没有得到解决。”
直到现在。
研究人员经过多年艰苦的研究,分离出内耳将振动转化为声音的过程,即机械感觉转导复合体,从而梳理出了这个结构,得出了这一发现。
这项研究通过冷冻电子显微镜揭示了这种结构,发表在今天的杂志上自然。这一发现可能为开发新的听力障碍治疗方法指明了方向,听力障碍影响着全球超过4.6亿人。
这一发现揭示了内耳复合体的结构,它将振动转化为电脉冲,大脑将其转化为声音。这个过程被称为机械感觉转导,负责平衡和声音的感觉。
科学家们利用了一个事实,即秀丽隐杆线虫拥有与人类非常相似的机械感觉复合体。
Gouaux表示,解决基本结构是第一步。
Gouaux说:“它立即暗示了人们可能能够弥补这些赤字的机制。”“如果突变导致转导通道出现缺陷,导致听力损失,就有可能设计出一种适合该空间的分子,并挽救缺陷。或者,这可能意味着我们可以加强已经被削弱的互动。”
听力损失可以通过改变机械感觉转导复合体蛋白质的基因突变遗传。也可能是由于损伤,包括持续暴露在巨大的噪音中。无论是哪种情况,OHSU研究人员的发现都使科学家们第一次将复合物可视化。
这一发现是一项非凡的成就,OHSU一位没有直接参与这项研究的主要神经科学研究人员说。
“听觉神经科学领域已经等待这些结果几十年了,现在它们就在这里——我们欣喜若狂,”OHSU研究科学家和听力研究的国家领导者Peter Barr-Gillespie博士说。“这篇论文的结果立即提出了新的研究途径,因此将在未来几年为该领域注入活力。”
Barr-Gillespie还担任OHSU的首席研究官和执行副总裁。
研究人员在近五年的时间里通过精心培养和分离技术解决了这个难题,涉及6000万只蠕虫。
“我们花了几年时间优化蠕虫生长和蛋白质分离方法,有很多‘低谷’时刻,我们考虑放弃,”共同第一作者、Gouaux实验室的博士后萨拉·克拉克博士在《柳叶刀》杂志发表的一份研究简报中写道自然。
郑汉彬博士,Gouaux实验室的博士后研究员,与Clark共同第一作者。合著者包括Gouaux实验室的高级研究助理April Goehring;以及伊利诺伊大学香槟分校的Sepehr Dehghani-Ghahnaviyeh、Ali Rasouli和Emad Tajkhorshid。