最近,美国斯克里普斯研究所(TSRI)的科学家们发现了1个对听力相当重要的基因,从而发现了耳聋的1个缘由,并为开发耳聋的医治方法,提供了新的途径。
文献来源:TMHSisanintegralcomponentofthemechanotransductionmachineryofcochlearhaircells.
这项新研究,发表在2014年11月20日的《神经元》杂志(Neuron),表明1个称为Tmie的基因突变是如何致使诞生耳聋的。研究人员强调了这1研究结果的关键性,他们能够将这个基因再引入小鼠,并恢复了支持听力的进程。
本文资深作者、分子和细胞神经科学系主任、TSRI多里斯神经科学中心主任UlrichMüller教授称:“这提出了某种希望,原则上,我们可以使用基因疗法,来恢复毛细胞的功能,进而为听力丧失开发新的医治选择。”
相干基因
耳朵是1种复杂的机器,可将机械声波转换成大脑处理的电信号,Neuron:Tmie基因突变如何导致耳聋?。当声波进入耳朵后,内耳毛细胞不均匀的两端(纤毛)被推回,就像被大风压弯的1棵草。这1活动会引发连接静纤毛的成串蛋白质(纤毛尖端细丝连接蛋白)产生张力,并通过贯穿毛细胞束末真个离子通道,Neuron:Tmie基因突变如何导致耳聋?,向大脑发出1种信号。
将机械力转换为电活动的这1进程,称为力传导,对其也还有许多未解之谜。在这类情况下,研究人员完全不知道信号是如何被沿着静纤毛尖端连接传递到离子通道,构成电信号。
为了找到其中未知的组成部分,该研究小组构建了1个基因库,包括上千个可能影响力传导的基因。
该小组花了6个月的时间挑选基因,以探讨该基因编码的蛋白质,是不是能够与静纤毛尖端细丝连接蛋白相互作用。终究,研究小组发现了1个基因——Tmie,其编码的蛋白质TMIE,与静纤毛尖端细丝连接蛋白质相互作用,并将纤毛尖端连接与离子通道附近的1个组件联系起来。
开发新疗法的1种途径
这1发现回答了神经科学中1个长时间存在的问题,Neuron:Tmie基因突变如何导致耳聋?。科学家们早就知道,Tmie基因突变可致使耳聋,但是他们其实不肯定该基因突变成何会致使耳聋。
1旦他们发现TMIE在纤毛尖端细丝连接和离子通道之间发挥桥接的作用,研究人员就制备了缺少该基因的“敲除小鼠”。他们用电生理学技术检测了小鼠的毛细胞,发现如果没有TMIE,毛细胞在刺激后就不会引发电信号。
本文第1作者、Müller实验室研究助理BoZhao解释说:“力传导电流消失了,小鼠完全是失聪的。”
在第2项实验中,研究人员将Tmie基因重新导入诞生时就已耳聋的小鼠中,发现电信号恢复了。
Müller说,接下来的挑战是,查明复杂力传导系统的每一个组件在毛细胞中是如何构成的。他说:“我们还想了解,这些蛋白质将机械信号转换为电信号的生物物理原理。”
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