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Scoperta della molecola che fa parte del macchinario che media il senso dell'audizione

Un gruppo di scienziati al The Scripps Research Institute, all'Università di California a San Diego ed al Centro di Ricerca di Audizione dell'Oregon e l'Istituto di Vollum all'Università di Salubrità & di Scienza dell'Oregon hanno scoperto una molecola chiave che fa parte del macchinario che media il senso dell'audizione.

In un documento che comparirà in un'emissione imminente della Natura del giornale, il gruppo riferisce che una proteina chiamata cadherin 23 fa parte di un complesso delle proteine chiamate “suggerimento si collega„ che sono sulle cellule ciliate nell'orecchio interno. Queste cellule ciliate sono coinvolgere nel trattamento fisiologico chiamato mechanotransduction, un fenomeno nell'audizione in cui le indicazioni fisiche (onde sonore) transduced nei segnali elettrochimici e sono comunicate al cervello. Il collegamento del suggerimento è creduto per avere una funzione centrale nella conversione delle indicazioni fisiche nei segnali elettrochimici.

“In esseri umani, ci sono mutazioni [in cadherin 23 del gene] che causano la sordità come pure Usher sindrome, la causa principale di sordo-cecità,„ dice il Professore Associato Ulrich Mueller, Ph.D., che è nel Dipartimento di Biologia Cellulare al The Scripps Research Institute ed è un membro dell'Istituto Di Ricerca Di Scripps per l'Infanzia e le Malattie Trascurate.

Uno studio parallelo piombo dal collaboratore Teresa Nicolson di Mueller, Ph.D. ed i suoi colleghi al Centro di Ricerca di Audizione dell'Oregon ed Istituto di Vollum ha confermato i risultati di Mueller mostrando quello quando il gene di cadherin 23 è cancellato in zebrafish mutanti, suggerimento non collega mai il modulo.

Entrambi Gli studi spiegano come il gene di cadherin 23 è una causa diretta di determinati tipi di sordità e suggeriscono un obiettivo terapeutico potenziale per il trattamento della sordità.

La Fisiologia dell'Audizione e della Sordità

L'Infanzia e l'indebolimento dell'udito relativo all'età è una questione importante nella nostra società. Secondo l'Istituto Nazionale sulla Sordità Disordini Altri di una Comunicazione, uno in tre genti più vecchie di 60 e circa la metà di tutta la gente oltre 75 soffrono certo modulo di perdita dell'udito. E circa quattro su ogni 100.000 bambini sopportati negli Stati Uniti hanno sindrome di Usher, la causa principale di sordo-cecità.

L'Audizione è un esempio classico di un fenomeno chiamato mechanotransduction, un trattamento che è importante non solo per sentire, ma anche per una serie di altre funzioni corporee, quale il pereception del tocco. È un trattamento complicato con cui le indicazioni spaziali e fisiche transduced nei segnali elettrici che funzionano lungo le fibre nervose alle aree nel cervello in cui sono interpretate.

Inizio Sani come onde delle vibrazioni meccaniche che attraversano through l'aria dalla loro sorgente all'orecchio di una persona con la compressione delle molecole dell'aria. Quando queste onde vibratorie colpiscono l'orecchio esterno di una persona, scendono il condotto uditivo nell'orecchio medio e direzione il timpano. Il timpano di vibrazione muove un insieme delle ossa delicate che comunicano le vibrazioni di una ad una struttura a spirale ripiena di fluida nell'orecchio interno conosciuto come la coclea. Quando il suono induce queste ossa a muoversi, comprimono una membrana su un'entrata della coclea e questa induce il liquido dentro a muoversi di conseguenza.

Dentro la coclea sono le celle specializzate “dei capelli„ che hanno schiere simmetriche dello stereocilia estendere fuori dalla loro superficie. Il movimento del liquido dentro la coclea induce lo stereocilia a muoversi. Questo cambiamento fisico crea un cambiamento elettrico ed induce i canali ionici a aprirsi. L'apertura di questi canali è riflessa dai neuroni sensoriali che circondano le cellule ciliate e questi neuroni quindi comunicano i segnali elettrici ai neuroni nella corteccia di associazione uditiva del cervello.

Nella sindrome di Usher ed in alcune altre malattie “di un neurone„ sensitive che causano la sordità, le cellule ciliate nella coclea non possono mantenere le schiere simmetriche dello stereocilia.

Alcune decadi fa, un complesso molecolare chiamato il collegamento del suggerimento è stato scoperto nello stereocilia. Questi collegamenti del suggerimento connettono i suggerimenti dello stereocilia e sono egualmente probabilmente importanti per la trasmissione di forza fisica ai canali ionici meccanicamente gated. Per anni, le molecole che compongono il collegamento del suggerimento non sono state conosciute. Ora Mueller ed i suoi colleghi hanno identificato una delle proteine chiave che forma il collegamento del suggerimento -- il cadherin 23 della proteina.

Gli Agenti Investigativi Molecolari

L'identificazione del cadherin 23 è un grande esempio di investigazione molecolare.

Per Mueller, che studia gli argomenti all'intersezione della neuroscienza e della genetica, i collegamenti del suggerimento sono sembrato essere il tasto alla comprensione e ad indirizzare della sindrome di Usher ed il modo in avanti era di identificare le proteine nei collegamenti del suggerimento.

Mueller ed i suoi colleghi ragione per cui una delle molecole nei collegamenti del suggerimento sarebbe stata il tipo di molecola che media le interazioni della cella-cella e tiene lo stereocilia impacchettato. Egualmente hanno avuti prova dagli studi dei colleghi che queste molecole dipendevano da calcio per il loro atto.

Con questi fatti in mente, hanno scandito tutte le proteine conosciute nel genoma del mouse e dell'essere umano per vedere quale misura il profilo e potevano mettere a fuoco dentro su due famiglie del gene -- i cadherins e i integrins.

Gli scienziati poi hanno esaminato le dimensioni relative dei cadherins e dei integrins. Una proteina particolare di cadherin, il cadherin 23, è sembrato essere la giusta dimensione. Combinato con il fatto che le mutazioni nel gene di cadherin 23 sono associate con la sordità e la sordo-cecità, ha stato bene al principale indiziato nella loro ricerca.

In loro articolo della Natura, Mueller ed i suoi colleghi indicano che il cadherin 23 della proteina è espresso nel giusto posto nella cellula ciliata per fa parte del collegamento del suggerimento, che ha la biochimica corretta e che sembra essere responsabile dell'apertura dei canali ionici. Egualmente hanno indicato che la proteina di cadherin 23 forma un complesso con un'altra proteina chiamata miosina 1c, che contribuisce a chiudere il canale è una volta che aperta.

Predicono che queste due proteine formano un complesso con i canali ionici sconosciuti ed ora stanno provando ad identificare altre componenti molecolari dei collegamenti del suggerimento.

Interessante, la perdita dell'udito relativa all'età in esseri umani può anche essere collegata con i problemi nei collegamenti e nei difetti del suggerimento in mechanotransduction. Le Mutazioni puntiformi nella proteina di cadherin 23 già sono state associate con perdita dell'udito relativa all'età in mouse. Quindi sarà importante analizzare le dimensioni a quale funzione di Cadherin 23 può essere influenzata in esseri umani che soffrono dall'indebolimento dell'udito relativo all'età.