科学家发现听觉机制
俄勒冈健康与科学大学的科学家首次以近乎原子的细节揭示了内耳负责听觉的关键部位的结构。
“这是最后一个基本分子机制仍然未知的感觉系统,”资深作者Eric Gouaux博士说,他是OHSU Vollum研究所的资深科学家和霍华德休斯医学研究所的研究员。“实现这一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。
研究人员经过多年的艰苦研究,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,并得出了这一发现。
这项研究通过冷冻电子显微镜揭示了这种结构,今天发表在杂志上自然.这些发现可能为开发听力障碍的新疗法指明了道路,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,该复合体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。
科学家们利用了这样一个事实,即蛔虫秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)拥有与人类非常相似的机械感觉复合体。
根据Gouaux的说法,解决基本结构是第一步。
Gouaux说:“这立即提出了一种可能弥补这些赤字的机制。”“如果突变导致转导通道出现缺陷,从而导致听力损失,那么就有可能设计出一种适合该空间的分子,并修复缺陷。或者这可能意味着我们可以加强已经被削弱的相互作用。”
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来遗传。也可能是由损伤引起的,包括持续暴露在巨大的噪音中。无论哪种情况,OHSU研究人员的发现都让科学家们第一次看到了这个复杂的结构。
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神经科学研究带头人说。
“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,”Peter Barr-Gillespie博士说,他是OHSU的研究科学家和听力研究的国家领导者。“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5年的时间里,通过细致的培养和分离技术,涉及6000万只蠕虫,解决了这个难题。
“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‘最低点’时刻,我们考虑放弃,”Gouaux实验室的博士后、共同第一作者萨拉·克拉克博士在《科学》杂志发表的一份研究简报中写道自然.
郑汉斌博士,Gouaux实验室博士后研究员,与Clark共同担任第一作者。共同作者包括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。
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