科學(xué)家首次以近乎原子的細(xì)節(jié)揭示聽(tīng)覺(jué)機(jī)制

聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)具有非凡的能力，可以通過(guò)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(jué)。

然而幾十年來(lái)，執(zhí)行這一過(guò)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(tīng)覺(jué)的內(nèi)耳關(guān)鍵部分的結(jié)構(gòu)，該研究為開(kāi)發(fā)新型聽(tīng)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(guò)梳理結(jié)構(gòu)分離出內(nèi)耳將振動(dòng)轉(zhuǎn)化為聲音的過(guò)程，并發(fā)現(xiàn)了被稱為機(jī)械感覺(jué)轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合物（機(jī)械感覺(jué)轉(zhuǎn)導(dǎo)受體）的結(jié)構(gòu)。

研究人員通過(guò)冷凍電子顯微鏡揭示了內(nèi)耳機(jī)械感覺(jué)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(guò)程被稱為機(jī)械感覺(jué)轉(zhuǎn)導(dǎo)，負(fù)責(zé)平衡感和聲音。

由于秀麗隱桿線蟲(chóng)具有與人類非常相似的機(jī)械感覺(jué)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(guò)精心培育和分離技術(shù)對(duì)6000萬(wàn)只秀麗隱桿線蟲(chóng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并最終揭示了從秀麗隱桿線蟲(chóng)中分離的天然跨膜通道樣蛋白1（TMC-1）機(jī)械感覺(jué)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(tīng)力損失可以通過(guò)改變組成機(jī)械感覺(jué)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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