Wissenschaftler haben endlich die Struktur eines mysteriösen Proteinkomplexes im Innenohr enthüllt, der es Menschen ermöglicht zu hören.
Um dieses jahrzehntealte Rätsel zu lösen, mussten Forscher 60 Millionen Spulwürmer züchten (Bestimmte Arten sind elegant), das einen Proteinkomplex verwendet, der dem Menschen sehr ähnlich ist, um Berührungen wahrzunehmen.
Da der Mensch nur eine winzige Menge dieses Proteins in seinem Innenohr hat, wendet er sich einer anderen Quelle zu Nur so konnte das Team genügend Protein für die Studie synthetisieren.
„Wir haben mehrere Jahre damit verbracht, die Wachstumsmethoden der Würmer und die Proteinisolierung zu verfeinern, und wir hatten viele ‚Tiefpunkt‘-Momente, in denen wir daran dachten, aufzugeben“, sagen Co-Erstautorin Sarah Clark, Biochemikerin von der Oregon Health & Science University (OHSU) in Portland.
Forscher wissen seit einiger Zeit, dass der transmembrane Kanal-ähnliche Proteinkomplex 1 (TMC1) eine wichtige Rolle beim Hören spielt, aber seine genaue Zusammensetzung ist bisher nicht bekannt.
„Dies ist das letzte sensorische System, bei dem der zugrunde liegende molekulare Mechanismus unbekannt bleibt“, sagen Leitender Autor Eric Guo, Biochemiker an der OHSU.
Dank dieser neuen Studie, die in veröffentlicht wurde Natur temperierenWir wissen jetzt, dass dieser Proteinkomplex als spannungsempfindlicher Ionenkanal fungiert, der sich entsprechend der Bewegung der Haare im Innenohr öffnet und schließt.
Unter Verwendung von Elektronenmikroskopie entdeckten die Forscher, dass der Proteinkomplex „akkordeonartig“ ist, mit Untereinheiten, die auf beiden Seiten „wie Knöpfe ausbalanciert“ sind.
Schallwellen, die durch das Ohr wandern, treffen auf das Trommelfell (Trommelfell) und dann auf das Innenohr, wo die Knochen vibrieren; Drei der kleinsten Knochen des Körpers. Die Gehörknöchelchen treffen auf die schneckenartige Cochlea, die ihrerseits mikroskopisch kleine fingerartige Filamente, sogenannte Striocelli, abstreift.
Diese stereotaktischen Ionen sind in Zellen eingebettet, die vom TMC1-Komplex gebildete Ionenkanäle enthalten, die sich öffnen und schließen, wenn sich das Haar bewegt, und elektrische Signale entlang des Hörnervs an das Gehirn senden, die als Schall interpretiert werden.
„Das Gebiet der auditiven Neurowissenschaften hat jahrzehntelang auf diese Ergebnisse gewartet, und jetzt, wo sie da sind, sind wir begeistert“, sagen OSHU-HNO-Arzt Peter Barr-Gillespie, ein nationaler Leiter der audiologischen Forschung, war nicht an der Studie beteiligt.
Diese Entdeckung könnte Forschern eines Tages helfen, Behandlungen für Hörverlust zu entwickeln.
Hörverlust und Taubheit betreffen weltweit mehr als 460 Millionen Menschen. Durch das Verständnis der Natur des Hörens können Forscher weiterhin verschiedene Wege finden, um Hörverlust in unserer Gemeinschaft zu unterstützen, zu behandeln oder zu verhindern.
Dieses Papier wurde veröffentlicht in Natur temperieren.