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Descoberta da molécula que é peça da maquinaria que negocia o sentido de audição

Um grupo de cientistas no The Scripps Research Institute, na Universidade Da California em San Diego, e no Centro de Pesquisa da Audição de Oregon e o Instituto de Vollum na Universidade da Saúde & da Ciência de Oregon descobriram uma molécula chave que fosse peça da maquinaria que negocia o sentido de audição.

Em um papel que apareça em uma próximo introdução da Natureza do jornal, a equipe relata que uma proteína chamada o cadherin 23 é parte de um complexo das proteínas chamadas “ponta liga” que estão em pilhas de cabelo na orelha interna. Estas pilhas de cabelo são envolvidas no processo fisiológico chamado o mechanotransduction, um fenômeno na audição em que as sugestões físicas (ondas sadias) transduced em sinais eletroquímicos e são comunicadas ao cérebro. A relação da ponta é acreditada para ter uma função central na conversão de sugestões físicas em sinais eletroquímicos.

“Nos seres humanos, há as mutações [no cadherin 23 do gene] que causam a surdez assim como o Usher síndrome, a causa principal da surdo-cegueira,” diz o Professor Adjunto Ulrich Mueller, o Ph.D., que é no Departamento de Biologia Celular no The Scripps Research Institute e é um membro do Instituto de Pesquisa de Scripps para a Infância e Doenças Negligenciadas.

Um estudo paralelo conduzido pelo colaborador Teresa Nicolson, Ph.D., e seus colegas no Centro de Pesquisa da Audição de Oregon e Instituto de Mueller de Vollum corroborou os resultados de Mueller mostrando isso quando o gene do cadherin 23 é suprimido em zebrafish do mutante, ponta liga nunca o formulário.

Ambos Os estudos explicam como o gene do cadherin 23 é uma causa directa de determinados tipos de surdez e sugerem um alvo terapêutico potencial para tratar a surdez.

A Fisiologia da Audição e da Surdez

A Infância e o prejuízo de audição relativo à idade são um tema importante em nossa sociedade. De acordo com o Instituto Nacional na Surdez Desordens Outras de uma Comunicação, uma em três povos mais idosos de 60 e sobre a metade de todos os povos sobre 75 sofrem algum formulário da perda da audição. E aproximadamente quatro de cada 100.000 bebês carregados nos Estados Unidos têm a síndrome de Usher, a causa principal da surdo-cegueira.

A Audição é um exemplo clássico de um fenômeno chamado mechanotransduction, um processo que seja importante não somente para se ouvir, mas igualmente para um número outras de funções corporais, tais como o pereception do toque. É um processo complicado por meio de que as sugestões espaciais e físicas transduced nos sinais elétricos que executam ao longo das fibras de nervo às áreas no cérebro onde são interpretados.

O Som começa como ondas das vibrações mecânicas que viajam através do ar de sua fonte à orelha de uma pessoa com a compressão de moléculas do ar. Quando estas ondas vibracionais batem a orelha exterior de uma pessoa, entram abaixo do canal de orelha na orelha média e golpeiam o cilindro de orelha. O cilindro de orelha de vibração move um grupo de ossos delicados que comunicam as vibrações a uma estrutura espiral fluido-enchida na orelha interna conhecida como a cóclea. Quando o som faz com estes ossos se movam, comprimem uma membrana em uma entrada da cóclea e este faz com que o líquido para dentro mova-se em conformidade.

Dentro da cóclea são as pilhas especializadas do “cabelo” que têm disposições simétricas de stereocilia estender para fora de sua superfície. O movimento do líquido dentro da cóclea faz com que o stereocilia mova-se. Esta mudança física cria uma mudança elétrica e faz com que os canais do íon abram. A abertura destes canais é monitorada pelos neurônios sensoriais que cercam as pilhas de cabelo, e estes neurônios a seguir comunicam os sinais elétricos aos neurônios no córtice de associação auditivo do cérebro.

Na síndrome de Usher e em algumas outras doenças “neuronal” sensoriais que causam a surdez, as pilhas de cabelo na cóclea são incapazes de manter as disposições simétricas de stereocilia.

Algumas décadas há, um complexo molecular chamado a relação da ponta foi descoberto no stereocilia. Estas relações da ponta conectam as pontas do stereocilia e são igualmente provavelmente importantes para a transmissão da força física para os canais mecanicamente bloqueados do íon. Por anos, as moléculas que compo a relação da ponta não foram sabidas. Agora Mueller e seus colegas identificaram uma das proteínas chaves que forma a relação da ponta -- o cadherin 23 da proteína.

Os Detectives Moleculars

A identificação do cadherin 23 é um grande exemplo da investigação molecular.

Para Mueller, que estuda assuntos na intersecção da neurociência e da genética, as relações da ponta pareceram ser a chave a compreender e a endereçar a síndrome de Usher, e a maneira era para a frente identificar as proteínas nas relações da ponta.

Mueller e seus colegas raciocinaram que uma das moléculas nas relações da ponta seria o tipo de molécula que negocia interacções da pilha-pilha e mantem o stereocilia empacotado. Igualmente tiveram a evidência dos estudos dos colegas que estas moléculas eram dependentes do cálcio para sua acção.

Com estes factos na mente, fizeram a varredura de todas as proteínas conhecidas no genoma do ser humano e do rato para ver qual coube o perfil, e podia focalizar dentro em duas famílias do gene -- os cadherins e os integrins.

Os cientistas olharam então os tamanhos relativos dos cadherins e dos integrins. Uma proteína particular do cadherin, cadherin 23, pareceu ser o tamanho direito. Combinado com o facto de que as mutações no gene do cadherin 23 estão associadas com a surdez e a surdo-cegueira, assentou bem no principal suspeito em sua busca.

Em seu artigo da Natureza, Mueller e seus colegas mostram que o cadherin 23 da proteína está expressado no lugar direito na pilha de cabelo para ser parte da relação da ponta, que tem a bioquímica correcta, e que parece ser responsável para abrir os canais do íon. Igualmente mostraram que a proteína do cadherin 23 forma um complexo com uma outra proteína chamada o myosin 1c, que ajuda a fechar o canal uma vez que está aberta.

Prevêem que estas duas proteínas formam um complexo com os canais desconhecidos do íon, e estão tentando agora identificar outros componentes moleculars das relações da ponta.

Interessante, a perda da audição relativa à idade nos seres humanos pode igualmente ser relacionada aos problemas nas relações e nos defeitos da ponta no mechanotransduction. As mutações de Ponto na proteína do cadherin 23 têm sido associadas já com a perda da audição relativa à idade nos ratos. Será conseqüentemente importante analisar a extensão a que função de Cadherin 23 pode ser afectada nos seres humanos que sofrem de prejuízo de audição relativo à idade.