研究提示链接的信号可能路径更好的理解耳聋

简单的,听起来,让我们从一个婴儿的哭着沉重的金属只是空气中的振动。耳朵的工作来捕获这些振动和将其转换为神经信号处理的大脑,使我们能够理解我们的听觉环境。

如何从机械振动转化成电信号发生?哈佛大学的科学家正在接近答案。

最新的一步是分子和细胞生物学教授的一项研究蕾切尔Gaudet,俄亥俄州立大学助理教授马科斯索托马约尔,和第一作者罗伯特·大国的14。3月7日的一篇文章中所描述的研究,结构,不仅启示了听力是如何工作的,但可以帮助科学家阐明如何随着时间的推移恶化或被损坏。

“这是一个机械的重要组成部分,使我们能够听到…我们正在试图做的是组装机器的零件清单,这个转换,“Gaudet说。“我们一直在研究的蛋白质是两个家族成员蛋白,其中大约110在我们的基因组。这些蛋白参与过程细胞粘附和细胞间的信号,所以通过研究这两个,我们也希望能知道哪些功能你会发现别人。”

的核心系统,Gaudet说,包的细毛深处耳蜗通过蛋白链连接,称为“提示链接。”

耳蜗的振动响应的声音,她解释说,头发的举动,导致提示链接伸展并打开离子通道在头发上。带正电荷的离子流动,产生电信号大脑使用过程的声音。

“我们放大理解提示链接实际上看起来像在原子层面上,“Gaudet说。“我们想回答的一个问题是这是否提示链接连接有弹性或僵硬。它是像一个杆,还是像一个绳子,或者像橡皮筋吗?

“但我们也要了解其机械强度,”她说。“我们想了解这机械系统的局限性以及如何健壮。我们知道如果你去一个摇滚音乐会你可能会打破一些链接。他们可以再生,但如果你把它们的速度比他们可以再生,它将导致听力损失。”

链接是由两个蛋白质,cadherin-23 protocadherin-15。Gaudet和他的同事们曾专注于两个蛋白质相遇的地方;他们的新工作转到其它地区。

“我们基本上是在部分我们可以得到一个视图的整个结构如何工作,“Gaudet说。“最终,我们的目标是能够重建整个提示链接,但我们特别感兴趣的看着这个地区,因为这里有一些不寻常的特征。”

她说,在这些迹象表明,一些地区的蛋白质比其他人更加灵活。

钙在endolymph-the流体内部ear-binds蛋白质,帮助增加提示链接的强度和刚度,Gaudet说。在一些地区,然而,这个过程永远不会发生。

“长protocadherin-15序列,我们希望找到氨基酸定期结合钙的能力,但是在这个区域的蛋白质他们中的许多人就没有,”她说。“我们想看看样子…这似乎影响了灵活性。分子动态模拟显示的地区缺乏钙,有灵活性的增加。”

可能解释为什么这些地区绑定少钙并不局限于增加灵活性。

“我们相信还有其他类似的关节在其他位置的提示链接,而不是像一个刚性杆,它可能更像一个绳子,“Gaudet说。“这可能提供一些更多的鲁棒性和使它能够承受强大的部队暴露。但它也可能是一件使提示链接的组装容易,所以它更容易发现头发的技巧。”

Gaudet和他的同事们也希望了解和微小的变异,是否东亚人群中发现普遍产生任何明显的结构性差异提示链接。

“不幸的是,我们找不到任何差异,”她说。“我们跑过一个电池的测试,我们做了模拟检查其灵活性,我们看如何结合钙,这似乎并不影响任何的测量我们了。”

Gaudet说,最终,听力理解作品可以揭示其背后的制度如何分解,以及它如何可能被修复。

“有超过50岁,也许多达60个不同deafness-causing突变已确定在这些提示链接,“Gaudet说。“一些非常相当单纯可能只是一个氨基酸的变化,削弱了提示链接和导致耳聋。如果我们理解这些结构是如何工作的,我们可以更好地了解他们可能会失败,我们该如何停止或改正它。”