Ученые из Орегонского университета здоровья и науки впервые раскрыли почти с атомарными подробностями структуру ключевой части внутреннего уха, отвечающей за слух.

Это последняя сенсорная система, в которой этот фундаментальный молекулярный механизм остался неизвестным. Молекулярный механизм, который осуществляет этот совершенно удивительный процесс, десятилетиями оставался нерешенным».

Эрик Гуо, доктор философии, старший автор, старший научный сотрудник Института Воллума OHSU и исследователь Медицинского института Говарда Хьюза

До нынешнего момента.

Исследователи сделали открытие, изучив структуру в течение многих лет кропотливых исследований, чтобы выделить процесс, который позволяет внутреннему уху преобразовывать вибрации в звук, известный как механосенсорный трансдукционный комплекс.

Исследование, выявившее структуру с помощью криоэлектронной микроскопии, опубликовано сегодня в журнале Nature . Полученные результаты могут указать путь к разработке новых методов лечения нарушений слуха, которыми страдают более 460 миллионов человек во всем мире.

Открытие раскрывает архитектуру комплекса внутреннего уха, который преобразует вибрации в электрические импульсы, которые мозг переводит в звук. Этот процесс, известный как механосенсорная трансдукция, отвечает за ощущения равновесия и звука.

Ученые использовали тот факт, что аскариды Caenorhabditis elegans обладают механосенсорным комплексом, очень похожим на человеческий.

По словам Гуо, определение базовой структуры — это первый шаг.

«Это сразу предлагает механизмы, с помощью которых можно было бы компенсировать этот дефицит», — сказал Гуо. «Если мутация приводит к дефекту в канале передачи, который вызывает потерю слуха, можно разработать молекулу, которая вписывается в это пространство и спасает дефект. Или это может означать, что мы можем усилить взаимодействия, которые были ослаблены».

Потеря слуха может быть унаследована через мутации генов, которые изменяют белки, входящие в комплекс механосенсорной трансдукции. Или это может произойти из-за повреждения, в том числе длительного воздействия громкого шума. В любом случае открытие исследователей OHSU позволяет ученым впервые визуализировать комплекс.

Это открытие является выдающимся достижением, сказал один из ведущих исследователей нейробиологии из OHSU, который не принимал непосредственного участия в исследовании.

«Слуховая неврология ждала этих результатов в течение десятилетий, и теперь, когда они прямо здесь — мы в восторге», — сказал Питер Барр-Гиллеспи, доктор философии, научный сотрудник OHSU и национальный лидер в области исследований слуха. «Результаты этой статьи сразу предлагают новые направления исследований и, таким образом, оживят эту область на долгие годы».

Барр-Гиллеспи также является главным научным сотрудником и исполнительным вице-президентом OHSU.

Исследователи решили эту загадку с помощью методов тщательного культивирования и изоляции 60 миллионов червей в течение почти пяти лет.

«Мы потратили несколько лет на оптимизацию методов выращивания червей и выделения белков, и у нас было много моментов, когда мы думали о том, чтобы сдаться», — соавтор Сара Кларк, доктор философии, научный сотрудник лаборатории Гуо. , — говорится в отчете об исследовании, опубликованном журналом Nature .

Ханбин Чжон, доктор философии, научный сотрудник лаборатории Гуо, соавтор Кларка. Среди соавторов были Эйприл Геринг, старший научный сотрудник лаборатории Гуо; и Сепер Дегани-Гахнавие, Али Расули и Эмад Тайхоршид из Иллинойсского университета в Урбана-Шампейн.