2011年12月5日

确定了关键的听力蛋白

拔火罐的手对她的耳朵一个年轻女子的照片

研究人员发现,似乎是内耳长期寻求机械传递通道的2个关键组成部分-声波被转换成大脑识别为声音的电信号的地方。

内耳的感觉细胞称为毛细胞,对于将声音转换为电信号至关重要。毛细胞也是我们平衡感的基础。坐在毛细胞上的是刚毛纤细的微小结构,称为立体纤毛。细微的系绳将较短的立体睫毛的尖端连接到相邻的较高立体睫毛的侧面。大多数科学家认为,随着立体纤毛的移动,系链会打开离子通道,即细胞中的微小开口,可让带电分子(离子)进入和流出。涌入内部的离子开始向大脑传播电信号。

尽管研究人员对机械转导获得了许多见识,但所涉及的离子通道仍然难以捉摸。由美国国立卫生研究院耳聋与其他沟通障碍研究所(NIDCD)的安德鲁·格里菲斯(Andrew J. Griffith)博士和哈佛医学院的杰弗里·霍尔特(Jeffrey R. Holt)博士领导的一组研究人员决定专注于2种蛋白质。格里菲斯(Griffith)和其他合作者以前曾发现 TMC1 基因导致人类和小鼠的遗传性耳聋。 TMC1蛋白序列表明它可以跨越细胞的外膜并充当通道。另一种蛋白质TMC2具有相似的结构。科学家删除了小鼠中的两个基因。他们的发现发表于2011年12月1日, 临床研究杂志。

没有功能性复制品的小鼠 TMC1 要么 TMC2 表现出头昏眼花的老鼠的经典行为-头部摆动,脖子拱起,步态不稳和盘旋运动。他们也聋了。的 TMC1 缺陷的小鼠也聋了,但是没有平衡问题。没有老鼠 TMC2 听力或平衡没有问题。

科学家检查了 TMC1TMC2 基因在小鼠的内耳中表达(开启)。这两个基因从出生时就在负责听力的耳蜗和负责平衡的前庭器官的毛细胞中表达。当老鼠一周大时, TMC2 似乎在耳蜗中关闭了,但在前庭器官中没有关闭。 TMC1 继续在成熟的耳蜗毛细胞中表达。这些结果表明,TMC1对听力至关重要,而TMC2不是。为了平衡,TMC2可以替代TMC1。

在实验室测试中,尽管其余细胞的结构和功能似乎正常,但缺乏功能性TMC1或TMC2的毛细胞没有可检测到的机械传导电流。通过使用将蛋白质重新添加到细胞中的基因治疗技术,研究人员能够恢复对前庭和耳蜗毛细胞的转导。这一发现表明,可能有可能逆转这些遗传缺陷。

研究人员发现,TMC1和TMC2聚集在纤毛的末端,人们可能希望看到在机械转导中起重要作用的蛋白质。在未来的工作中,科学家打算探索TMC1和TMC2如何彼此以及与其他在纤毛末端的已知蛋白质相互作用。

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