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科學家揭示了聽力蛋白的身份

哈佛醫學院的科學家說,他們已經結束了長達40年的探索性探索,即對負責聽覺和平衡的傳感蛋白難以捉摸的身份。

他們的研究結果于8月22日在Neuron上發表,揭示了2002年發現的一種蛋白質TMC1形成了聲音和運動激活的毛孔,該毛孔使聲音和頭部運動轉化爲神經信號,然後傳遞到大腦。能夠實現聽力和平衡的信號級聯。

科學家早就知道,當我們內耳的細小細胞檢測到聲音和運動時,就會將它們轉換成信號。這種轉換在何處以及如何發生一直是激烈的科學辯論的主題。作者說,不多了。

這項研究的共同資深作者,哈佛醫學院轉化醫學科學系Bertarelli教授戴維·科裏(David Corey)表示:“對這種傳感器蛋白的搜索已導致許多死胡同,但我們認爲這一發現結束了這一探索。”

哈佛大學醫學院耳鼻喉科教授傑弗裏·霍爾特(Jeffrey Holt)說:“我們相信我們的發現很好地解決了這個問題,並提供了明確的證據,證明TMC1是將聲音和運動轉換爲大腦可以理解的電信號的關鍵分子傳感器。”波士頓兒童醫院神經內科。“這確實是聽力的守門員。”

研究人員說,他們的發現爲精准靶向療法奠定了基礎,該療法可治療因TMC1分子門畸形或缺失而發生的聽力損失。

聽力喪失是最常見的神經系統疾病,影響全世界超過4.6億人。

Holt說:“要設計最佳的聽力損失治療方法,我們需要知道引起疾病的功能所在的分子及其結構,而我們的發現是朝這個方向邁出的重要一步。”

視覺,觸覺,味道,疼痛,氣味和聽覺這些感官可以幫助動物在世界中生存並生存。感覺輸入到信號傳遞到大腦進行分析和解釋的轉換是此過程的核心。

已經確定了大多數意義上的“分子轉換器”。但是,用于聽覺的那個仍然難以捉摸,部分是由于內耳的解剖位置難以接近-在人體最密集的骨頭內-部分是由于相對較少的聽覺細胞可用于取回,解剖和成像。人體的視網膜有1億個感覺細胞,而人的內耳只有16,000個。

早在19世紀,科學家們就知道位于內耳的細胞(稱爲毛細胞,用于排列在其表面上的剛毛狀簇的毛細胞)在聽力中發揮了作用。這個舞台是由瑞典​​醫師和解剖學家古斯塔夫·雷齊烏斯(Gustaf Retzius)在1800年代後期設定的,他詳細描述了內耳的結構和細胞組成。

從內耳到大腦的信號傳播基本原理是在1970年代闡明的。科學家證明,毛細胞膜中的蛋白質可以打開,從而使鈣和鉀等帶電離子流入。一旦進入細胞內部,這些離子便開始將信號傳輸至大腦。

在2002年發現TMC1基因後,對其作用的研究停滯了近十年。2011年,由Holt領導的團隊證明了TMC1是毛細胞聽覺轉導所必需的。這一發現引發了有關TMC1確切作用的激烈爭論:這是中心角色還是輔助演員的一部分?霍爾特說,這場辯論現在已經停止。

在最初的一組實驗中,研究小組發現TMC1蛋白成對組裝以形成聲激活的孔或離子通道。考慮到大多數離子通道蛋白形成三到七個單元的簇,因此TMC1的簡約配對令人驚訝。它也爲它的結構提供了有用的線索。

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