研究发现长期蛋白质传感器本体感受“第六感”

你能碰一根手指的尖端闭着你的眼睛你的鼻子?我们大多数人可以,由于依赖本体,这告诉我们,我们的身体部位是相对于彼此和我们的环境。不出意料,这对正常的运动和balance-walking意义是至关重要的,例如。

几十年来,生物学家一直试图找到关键传感器蛋白质在神经末梢将肌肉和肌腱伸展转换为本体感受的神经信号。现在发表的一项研究中自然神经科学2015年11月9日,来自斯克里普斯研究所的科学家领导的研究小组(TSRI)已经确定这个传感器蛋白质在老鼠身上。

原来是一个叫做Piezo2的蛋白质,发现最近调解的触觉。

”门外汉可能并不奇怪,触觉和本体感受将使用相同的传感器蛋白质,但在这个领域有很多的证据表明以便发现Piezo2确实是一个意外,”首席研究员说Ardem Patapoutian, TSRI教授和霍华德休斯医学研究所研究员。

哥伦比亚大学的实验室托马斯·m·Jessell和凯瑟琳·a·威尔金森在圣荷西州立大学合作研究。

多功能蛋白

Patapoutian和他的实验室专注于识别和描述感官换能器蛋白质和在过去的15年里已经确定了换能器的冷、热量和痛苦。在去年发表的两项研究中,他们发现了Piezo2作为普通的主要传感器,非疼痛碰在老鼠身上。

新发现的这些研究,Patapoutian和他的团队开发出转基因老鼠,可以关掉Piezo2“触摸”神经元和其他活动感觉神经元位于脊柱。与Piezo2沉默时,老鼠的深刻的赤字在应对联系。但他们也显示不同的赤字。

“他们走有点不正常,这给了我们一个提示,一些本体感受的神经元可能会受到影响,也“Seung-Hyun Woo说,Patapoutian实验室的研究助理谁是这项新研究的第一作者。

在新研究中,一组初始的实验团队设法隔离鼠标感觉神经元参与本体感受和测试这些神经元的电反应轻微的机械压力。这些神经元的神经末端和细胞体,镶嵌着机械激活离子通道蛋白,这实质上春天open-admitting激增的带电分子(离子)和触发电子神经impulse-when周围神经或细胞膜扭曲充分伸展的地方肌肉组织。之前的研究表明主要stretch-sensing本体感受的神经元表达的蛋白质是一个专门从事承认钠离子。然而,研究小组发现证据从这些初始测试,主要的本体感受器神经元离子通道蛋白不是选择性的钠离子通道蛋白,但事实上属性与Piezo2s一致。

然后研究人员证实,Piezo2表示鼠标本体感受的神经元和神经末梢muscle-embedded。建立Piezo2更有把握的角色,他们开发了两行转基因小鼠Piezo2生产可以关掉的本体感受的神经元小鼠出生后不久。结果动物走路和肢体定位显示严重异常。

“四肢到处都看起来像他们试图做瑜伽,“Woo说。

在最后一组实验中,研究小组发现,从这些小鼠腿部肌肉组织缺乏Piezo2-tissue与本体感受的神经embedded-produced几乎没有神经信号,以应对肌肉拉伸,而正常小鼠的肌肉组织产生强劲的信号。

“我们现在的数据支持Piezo2在本体感受的作用其实是压倒性的,“Patapoutian说。

虽然感觉神经科学的发现是一个里程碑,它也可能导致更好的理解一些人类疾病相关的本体感受。例如,遗传性疾病称为远端关节弯曲型5,与严重感染的患者是天生的关节,在2013年被发现,由Patapoutian和同事是由突变引起的人类版本的Piezo2。

Patapoutian实验室正在继续调查。