Обнаружен белок, превращающий звук в электрический сигнал

По итогам 40-летних поисков ученые обнаружили белок, который позволяет клеткам во внутреннем ухе преобразовывать звуковые волны в электрические сигналы. Когда звуковые волны достигают внутреннего уха, белок TMC1 открывает сформированный им в волосковых клетках канал, позволяющий заряженным частицам двигаться. Это создает сигнал, который человеческий мозг может воспринимать и интерпретировать. Результаты опубликованы в журнале Nauron.

Слуховая система млекопитающих состоит из трех частей: внешнего, среднего и внутреннего уха. Сперва звук в виде колебаний воздуха достигает барабанной перепонки — непроницаемой для газов и жидкостей тонкой мембраны, которая разделяет внешнее и среднее ухо. Механическое возбуждение от барабанной перепонки передается по системе небольших косточек во внутреннее ухо, где располагается заполненная жидкостью улитка. Ее внутреннюю поверхность выстилают специальные волосковые клетки, отростки которых колеблются вместе с движениями жидкости. Ученые многие годы искали белки, позволяющие этим клеткам превращать механические движения в электрический сигнал, который направляется в мозг.

Биологи подозревали, что таким веществом может быть белок из семейства TMC — transmembrane channel-like proteins (трансмембранные каналоподобные белки). Известно, что из-за мутаций в генах, которые кодируют эти белки, у человека могут возникнуть проблемы со слухом вплоть до глухоты. Однако механизм действия этих белков не был выяснен до конца. В новой работе ученые вырастили 17 видов мутантных мышей с различными изменениями в структуре белка TMC1. Затем органы слуха удаляли, а их клетки размножали в пробирке для проведения различных электрофизиологических измерений. Также исследователи в ходе экспериментов использовали вещества, которые меняли структуру этого белка, и обнаружили, что в результате меняется амплитуда тока, который производили эти клетки.

«Это было неопровержимым доказательством, так как если удается изменить свойства протекающего при помощи белка тока, то он должен формировать канал, — говорит руководитель работы Джеффри Холт из Медицинской школы Гарварда (США). — Именно это привело нас к выводу, что белок TMC1 образует канал "Святой Грааль", который мы искали в течение 40 лет».

Исследование восприятия звука не заканчивается этим открытием. Во-первых, детальная структура канала TMC1 неизвестна. Во-вторых, также необходимо разобраться с тем, как это вещество взаимодействует с другими важными для слуха белками. «Действительно, TMC1 — это центральная часть пазла, но кроме него есть и другие элементы, которые нужны для превращения звука в электрические сигналы, — добавляет Холт. — Мы хотим выяснить, как все эти кусочки складываются в полноценную картину».

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.