科學(xué)家首次以近乎原子的細(xì)節(jié)揭示聽覺機(jī)制
2022/11/16 15:49:43 來(lái)源:中國(guó)企業(yè)新聞網(wǎng)
導(dǎo)言:聽覺系統(tǒng)具有非凡的能力,可以通過將振動(dòng)機(jī)械能轉(zhuǎn)換為膜電位去極化,然后在大腦中樞進(jìn)行信號(hào)處理,以檢測(cè)到廣泛的聲波頻率和振幅,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)聲音的感覺。
聽覺系統(tǒng)具有非凡的能力,可以通過將振動(dòng)機(jī)械能轉(zhuǎn)換為膜電位去極化,然后在大腦中樞進(jìn)行信號(hào)處理,以檢測(cè)到廣泛的聲波頻率和振幅,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)聲音的感覺。
然而幾十年來(lái),執(zhí)行這一過程的分子機(jī)制一直是個(gè)謎。近日,發(fā)表在《Nature》上的一項(xiàng)新研究中,來(lái)自俄勒岡健康與科學(xué)大學(xué)(OHSU)的研究團(tuán)隊(duì)首次以近乎原子的細(xì)節(jié)揭示出負(fù)責(zé)聽覺的內(nèi)耳關(guān)鍵部分的結(jié)構(gòu),該研究為開發(fā)新型聽力損傷治療方法指明了方向。
在這項(xiàng)新研究中,研究團(tuán)隊(duì)通過梳理結(jié)構(gòu)分離出內(nèi)耳將振動(dòng)轉(zhuǎn)化為聲音的過程,并發(fā)現(xiàn)了被稱為機(jī)械感覺轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合物(機(jī)械感覺轉(zhuǎn)導(dǎo)受體)的結(jié)構(gòu)。
研究人員通過冷凍電子顯微鏡揭示了內(nèi)耳機(jī)械感覺轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合物的結(jié)構(gòu),該復(fù)合物將振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電脈沖,然后大腦將電脈沖轉(zhuǎn)化為聲音,這個(gè)過程被稱為機(jī)械感覺轉(zhuǎn)導(dǎo),負(fù)責(zé)平衡感和聲音。
由于秀麗隱桿線蟲具有與人類非常相似的機(jī)械感覺傳導(dǎo)復(fù)合物,因此該團(tuán)隊(duì)對(duì)其進(jìn)行了深入研究。他們?cè)趯⒔迥甑臅r(shí)間里,通過精心培育和分離技術(shù)對(duì)6000萬(wàn)只秀麗隱桿線蟲進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),并最終揭示了從秀麗隱桿線蟲中分離的天然跨膜通道樣蛋白1(TMC-1)機(jī)械感覺轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合物的單粒子低溫電子顯微鏡結(jié)構(gòu)。
研究人員發(fā)現(xiàn),聽力損失可以通過改變組成機(jī)械感覺轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合物蛋白的基因突變來(lái)遺傳,也可以由損傷引起,包括持續(xù)暴露在巨大的噪音中,這一發(fā)現(xiàn)讓科學(xué)家們第一次看到了這個(gè)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。
論文鏈接:
https://dx.doi.org/10.1038/s41586-022-05314-8
注:此研究結(jié)果摘自《Nature》,文章內(nèi)容不代表本網(wǎng)站觀點(diǎn)和立場(chǎng),僅供參考。
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