Een groep wetenschappers bij The Scripps Research Institute, bij de Universiteit van Californië in San Diego, en op het Onderzoekscentrum van de Hoorzitting van Oregon En het Instituut Vollum bij de Gezondheid van Oregon & de Universiteit van de Wetenschap hebben een zeer belangrijke molecule ontdekt die deel van de machines uitmaakt die de betekenis van hoorzitting bemiddelen.
In een document dat in een aanstaande uitgave van de dagboekAard zal verschijnen, rapporteert het team dat een eiwit geroepen cadherin 23 deel van een complex van proteïnen genoemd „uiteindelinks“ uitmaakt die op haarcellen in het binnenoor zijn. Deze haarcellen zijn betrokken bij het fysiologische proces genoemd mechanotransduction, een fenomeen in hoorzitting waarin de fysieke richtsnoeren (correcte golven) transduced in elektrochemische signalen en communiceerden aan de hersenen zijn. De uiteindelink wordt verondersteld om een centrale functie in de omzetting van fysieke richtsnoeren in elektrochemische signalen te hebben.
„In mensen, zijn er veranderingen in [het gen] cadherin 23 die doofheid evenals het syndroom veroorzaken van Usher, zegt de belangrijke oorzaak van doof-blindheid,“ Verwante Professor Ulrich Mueller, Ph.D., die in het Ministerie van de Biologie van de Cel bij The Scripps Research Institute is en een lid van het Onderzoekinstituut van Scripps voor Kinderjaren en Veronachtzaamde Ziekten is.
Een parallelle die studie door de medewerker Teresa Nicolson, Ph.D., en haar collega's van Mueller bij het Onderzoekscentrum van de Hoorzitting van Oregon En het Instituut Vollum wordt geleid bevestigde de resultaten van Mueller door aan te tonen dat wanneer cadherin 23 gen in mutant zebrafish wordt geschrapt, de uiteindelinks zich nooit vormen.
Beide studies verklaren hoe cadherin 23 gen een directe oorzaak van bepaalde soorten doofheid is en suggereren een potentieel therapeutisch doel voor het behandelen van doofheid.
De Fysiologie van Hoorzitting en Doofheid
De Kinderjaren en de van de leeftijd afhankelijke beschadiging van het gehoor zijn een belangrijke kwestie in onze maatschappij. Volgens het Nationale Instituut op Doofheid lijdt Andere Communicatie Wanorde, één in drie mensen ouder dan 60 en over de helft alle mensen meer dan 75 aan één of andere vorm van verlies van het gehoor. En ongeveer vier uit elke 100.000 babys geboren in de Verenigde Staten hebben het syndroom van Usher, de belangrijkste oorzaak van doof-blindheid.
De Hoorzitting is een klassiek voorbeeld van een fenomeen genoemd mechanotransduction, een proces dat niet alleen voor hoorzitting, maar ook voor een aantal andere lichamelijke functies, zoals pereception van aanraking belangrijk is. Het is een ingewikkeld proces waardoor de ruimte en fysieke richtsnoeren transduced in elektrosignalen zijn die langs zenuwvezels aan gebieden in de hersenen lopen waar zij worden geïnterpreteerd.
Het Geluid begint als golven van mechanische trillingen die door de lucht uit hun bron naar het oor van een persoon door de compressie van luchtmolecules reizen. Wanneer deze trillingsgolven het buitenoor van een persoon raken, gaan zij onderaan het oorkanaal in het middenoor en slaan de oortrommel. De trillende oortrommel beweegt een reeks gevoelige beenderen die de trillingen aan een fluid-filled spiraalvormige structuur in het binnendieoor meedelen als het slakkehuis wordt bekend. Wanneer het geluid deze beenderen om zich veroorzaakt te bewegen, persen zij een membraan op één ingang van het slakkehuis samen en dit veroorzaakt binnen de vloeistof om zich dienovereenkomstig te bewegen.
Binnen het slakkehuis zijn gespecialiseerde „haar“ cellen die symmetrische series die van stereocilia hebben zich uit van hun oppervlakte uitbreiden. De beweging van de vloeistof binnen het slakkehuis veroorzaakt stereocilia om zich te bewegen. Deze fysieke verandering leidt tot een elektroverandering en veroorzaakt ionenkanalen om te openen. Het openen van deze kanalen wordt door sensorische neuronen gecontroleerd die de haarcellen omringen, en deze neuronen dan delen de elektrosignalen aan neuronen in de auditieve verenigingsschors van mee de hersenen.
In het syndroom van Usher en een andere „sensorische neuronen“ ziekten dat doofheid veroorzaken, kunnen de haarcellen in het slakkehuis de symmetrische series van stereocilia handhaven niet.
Een paar decennia geleden, moleculaire riep complex de uiteindelink werd ontdekt in stereocilia. Deze uiteindelinks verbinden de uiteinden van stereocilia en belangrijk om voor de transmissie ook verondersteld te zijn van fysieke kracht aan ionenkanalen mechanisch met poorten. Jarenlang, de molecules die omhoog de uiteindelink maken waren niet gekend. Nu hebben Mueller en zijn collega's één van de belangrijkste proteïnen geïdentificeerd die de uiteindelink vormt -- eiwitcadherin 23.
De Moleculaire Detectives
De identificatie van cadherin 23 is een groot voorbeeld van het moleculaire speuren.
Voor Mueller, die onderwerpen bij de kruising van neurologie en genetica bestudeert, schenen de uiteindelinks om de sleutel te zijn aan het begrip van en het richten van het syndroom van Usher, en de voorwaartse manier was de proteïnen in de uiteindelinks te identificeren.
Mueller en zijn collega's redeneerden dat één van de molecules in uiteindelinks het type van molecule dat cel-cel interactie bemiddelt zou zijn en stereocilia gebundeld houdt. Zij hadden ook bewijsmateriaal van studies van collega's dat deze molecules van calcium voor hun actie afhankelijk waren.
Met deze feiten in mening, tastten zij alle bekende proteïnen in het mens en muisgenoom af om te zien welke het profiel pasten, en zij konden zich binnen op twee genfamilies concentreren -- cadherins en integrins.
De wetenschappers bekeken toen de relatieve grootte van cadherins en integrins. Één bijzondere cadherinproteïne, cadherin 23, scheen de juiste grootte te zijn. Gecombineerd met het feit dat de veranderingen in cadherin 23 gen met doofheid en doof-blindheid worden geassocieerd, werd het de eerste verdachte in hun onderzoek.
In hun artikel van de Aard, tonen Mueller en zijn collega's aan dat eiwitcadherin 23 in de juiste plaats in de haarcel om deel van de uiteindelink wordt uitgedrukt uit te maken, dat het de correcte biochemie heeft, en dat het schijnt de oorzaak te zijn van het openen van de ionenkanalen. Zij toonden ook aan dat cadherin 23 eiwit een complex met een andere eiwit geroepen myosin 1c vormt, die helpt om het kanaal te sluiten zodra het open is.
Zij voorspellen dat deze twee proteïnen een complex met de onbekende ionenkanalen vormen, en zij proberen nu om andere moleculaire componenten van de uiteindelinks te identificeren.
Interessant, kan het van de leeftijd afhankelijke verlies van het gehoor in mensen ook op problemen in de uiteindelinks en tekorten in mechanotransduction worden betrekking gehad. De veranderingen van het Punt in cadherin 23 zijn proteïne reeds geassocieerd met van de leeftijd afhankelijk verlies van het gehoor in muizen. Het zal daarom belangrijk zijn om de mate te analyseren waarin Cadherin 23 de functie in mensen kan worden beïnvloed die aan leeftijd verwante beschadiging van het gehoor lijden.