Eine Gruppe von Wissenschaftlern des Scripps Research Institute, an der University of California in San Diego, und an der Oregon Hearing Research Center und Vollum Institute an der Oregon Health & Science University haben entdeckt, eine wichtige Molekül, ist ein Teil der die Maschinen, vermittelt das Gefühl der mündlichen Verhandlung.
In einem Papier, der angezeigt werden soll in einem kommenden Ausgabe der Zeitschrift Nature, das Team berichtet, dass ein Protein namens cadherin 23 ist Teil eines komplexen von Proteinen namens "Tip-Links", die sich auf Haarzellen im Innenohr.
Diese Haarzellen sind an der physiologischen Prozess namens mechanotransduction, ein Phänomen in der mündlichen Verhandlung, in denen körperliche cues (Schallwellen) sind transduzierten in elektrochemischen Signale und an das Gehirn.
Die Spitze Link geht davon aus, dass eine zentrale Funktion in der Umwandlung von physischen cues in elektrochemischen Signale.
"Beim Menschen gibt es Mutationen in [das Gen] cadherin 23, die zu Taubheit sowie Usher-Syndrom, die führende Ursache von Blindheit-taub", sagt Junior-Professor Ulrich Müller, Ph.D., der in der Abteilung für Zell - Biologie an der Scripps Research Institute und ist Mitglied des Scripps Research Institut für Kindheit und vernachlässigte Krankheiten.
Eine parallele Studie unter Leitung von Müller's Mitarbeiter Teresa Nicolson, Ph.D., und ihre Kollegen an der Oregon Hearing Research Center und Vollum Mueller-Institut bestätigt die Ergebnisse durch die zeigen, dass, wenn die cadherin 23-Gen wird gestrichen in Zebrafisch-Mutante, Spitze Links nie.
Beide Studien erklären, wie die cadherin 23-Gen ist eine direkte Ursache für bestimmte Arten von Taubheit und schlagen eine potenzielle therapeutische Ziel für die Behandlung von Taubheit.
Die Physiologie des Hörens und der Schwerhörigkeit
Kindheit und Alter im Zusammenhang mit Hörschäden ist ein wichtiges Thema in unserer Gesellschaft. Nach Angaben der National Institute on Deafness ein Andere Communication Disorders, ein in drei Menschen älter als 60 und etwa die Hälfte aller Menschen über 75 leiden in irgendeiner Form von Hörverlust. Und über die vier von 100.000 Babys geboren in den Vereinigten Staaten haben Usher-Syndrom, die Hauptursache der Gehörlosen-Blindheit.
Anhörung ist ein klassisches Beispiel für ein Phänomen mit der Bezeichnung mechanotransduction, ein Prozess, der ist wichtig, nicht nur für die Anhörung, sondern auch für eine Reihe anderer Körperfunktionen, wie z. B. die pereception der Note. Es ist ein kompliziertes Verfahren, bei dem räumliche und körperliche Signale sind transduzierten in elektrische Signale, die an Nervenfasern auf Bereiche im Gehirn, wo sie interpretiert.
Sound beginnt wie Wellen von mechanischen Schwingungen, dass die Reise durch die Luft von der Quelle bis eine Person's Ohr durch die Kompression der Luft-Moleküle. Wenn diese Vibrationen Wellen treffen eine Person, die äußeren Ohr, sie gehen den Gehörgang in das Mittelohr und den Streik Trommelfell.
Die vibrierende Trommelfell bewegt sich eine Reihe von zarten Knochen kommunizieren, dass die Vibrationen auf ein mit Flüssigkeit gefüllter Spirale Struktur im Innenohr bekannt als der Cochlea.
Wenn Sound Ursachen dieser Knochen zu bewegen, sie komprimieren eine Membran auf ein Eingang von der Cochlea und dies bewirkt, dass die Flüssigkeit im Inneren zu bewegen werden.
Im Inneren der Cochlea sind spezialisiert "Haar" Zellen, die symmetrischen Arrays von stereocilia Verlängerung aus ihrer Oberfläche. Die Bewegung der Flüssigkeit in der Cochlea bewirkt, dass die stereocilia, sich zu bewegen. Diese physische Veränderungen erzeugt ein elektrisches Wandel und Ursachen Ionen-Kanäle zu öffnen.
Die Öffnung dieser Kanäle wird von sensorischen Neuronen rund um die Haarzellen, und diese Neuronen kommunizieren dann die elektrischen Signale an Neuronen im auditorischen Kortex Vereinigung des Gehirns.
In Usher-Syndrom und einige andere "sensorischen Neuronen" Krankheiten, die dazu führen, dass Taubheit, die Haarzellen in der Cochlea nicht in der Lage sind, um die symmetrischen Arrays von stereocilia.
Vor ein paar Jahrzehnten, ein molekularer Komplex namens der Spitze Link entdeckt wurde in der stereocilia. Diese Spitze Links verbinden Sie die Tipps von stereocilia und sind auch glaubte man, dass es wichtig für die Übertragung von körperlicher Gewalt zu mechanisch gated Ionenkanälen. Seit Jahren, die Moleküle, aus denen sich die Spitze Link wurden nicht bekannt. Jetzt Müller und seine Kollegen haben ein der wichtigsten Proteine, bildet die Spitze Link - der Gehalt an Protein cadherin 23.
Die molekulare Detektive
Die Identifizierung von cadherin 23 ist ein großartiges Beispiel der molekularen sleuthing.
Für Müller, Studien, die Themen an der Schnittstelle zwischen Neurowissenschaften und Genetik, Spitze Links erwies sich als der Schlüssel zum Verständnis und zur Auseinandersetzung mit Usher-Syndrom, und der Weg nach vorn war es, die Proteine in der Spitze Links.
Müller und seine Kollegen, dass ein mit Gründen der Moleküle in der Spitze Links wäre die Art des Moleküls vermittelt, dass die Zell-Zell-Interaktionen und halten Sie die stereocilia gebündelt. Sie hatte auch Beweise aus Studien von Kollegen, dass diese Moleküle wurden abhängig von Kalzium für ihre Maßnahmen.
Mit diesen Tatsachen vor Augen, sie gescannten alle bekannten Proteine im menschlichen Genom und Maus, um zu sehen, die das Profil passen, und sie waren in der Lage, sich in über zwei Gen-Familien - die cadherins und die Integrine.
Die Wissenschaftler dann blickte auf die relative Größe der cadherins und die Integrine. Ein besonderer cadherin Protein, cadherin 23, erwies sich als die richtige Größe. Kombiniert mit der Tatsache, dass Mutationen im Gen cadherin 23 sind im Zusammenhang mit der Taubheit und der Gehörlosen-Blindheit, wurde es in erster Linie vermuten, bei ihrer Suche.
In ihrem Nature-Artikels, Mueller und seine Kollegen zeigen, dass das Protein cadherin 23 wird ausgedrückt in der richtigen Stelle in der Zelle auf die Haar ist Teil des Link-Tipp, dass es die richtige Biochemie, und dass es zu sein scheint verantwortlich für die Öffnung der Ionenkanäle. Sie zeigten auch, dass cadherin 23 Protein bildet einen Komplex mit einem anderen Protein namens Myosin 1c, die hilft, schließen Sie den Kanal, sobald sie geöffnet ist.
Sie gehen davon aus, dass diese beiden Proteine bilden einen Komplex mit dem Unbekannten Ionenkanäle, und sie sind jetzt versuchen zu ermitteln anderen molekularen Komponenten von der Spitze Links.
Interessanterweise, des Alters im Zusammenhang mit Hörverlust beim Menschen können auch im Zusammenhang mit Problemen in der Spitze Links und Mängel in mechanotransduction. Punktmutationen in der cadherin 23 Protein wurden bereits im Zusammenhang mit dem Alter im Zusammenhang mit Hörverlust bei Mäusen. Es wird daher wichtig sein, zu analysieren, inwieweit die Cadherin 23 Mai Funktion beeinträchtigt werden, dass beim Menschen leiden an Alters im Zusammenhang Hörschäden.
Der Artikel ", Cadherin 23 ist eine Komponente der Spitze Link in Haar Zelle stereocilia" wurde verfasst von Jan Siemens, Concepcion Lillo, Rachel A. Dumont, Anna Reynolds, David S. Williams, Peter G. Gillespie, und Ulrich Müller und erscheint als Advance Online Publication (AOP) der Zeitschrift Nature am 28. März 2004. Der Artikel erscheint auch in gedruckter Form in einer kommenden Ausgabe der Zeitschrift Nature. Siehe http://dx.doi.org/10.1038/nature02483.
Diese Arbeit wurde von der National Institute on Deafness ein Andere Communication Disorders, The National Eye Institute, durch ein Stipendium des Boehringer Ingelheim Fonds, und von einem CJ Martin-Stipendium von der nationalen Gesundheits-und Medical Research Council (Australien).
Über das Scripps Research Institute
Die Scripps Research Institute in La Jolla, Kalifornien, ist einer der weltweit größten, privaten, Non-Profit-Organisationen der biomedizinischen Forschung. Es steht an der Spitze der grundlegenden biomedizinischer Wissenschaft, zu verstehen versucht die meisten grundlegenden Prozesse des Lebens. Scripps Research ist international anerkannt für seine Forschung im Bereich Immunologie, Molekular-und Zellbiologie, Chemie, Neurowissenschaften, Autoimmun-Krankheiten, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und synthetischen Impfstoff-Entwicklung.
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