تاریخ انتشار : ۱۴۰۱/۰۷/۲۵ ساعت ۱۴:۰۰
کد مطلب : ۳۶۴۱۳۰
شنوایی در دستان مجموعه‌ای از پروتئین‌های سلولی
گروه علمی:دانشمندان به‌تازگی موفق به شناسایی ساختار یک مجتمع پروتئینی مرموز در گوش داخلی شده‌اند که به نظر می‌رسد عامل اصلی شنوایی در انسان است.برای حل این معمای چند دهه‌ای، محققان نیاز به رشد ۶۰میلیون کرم حلقوی سینورابدیتیس الگانس (Caenorhabditis elegans) داشتند که از مجتمع پروتئینی بسیار مشابهی مانند پروتئین‌های گوش داخلی انسان برای حس لامسه استفاده می‌کند.
از آنجا که انسان‌ها فقط مقدار کمی از این مجموعه پروتئینی در گوش داخلی خود دارند، روی آوردن به منابع دیگر تنها راهی بود که این تیم تحقیقاتی می‌توانست به میزان مورد نیاز از پروتئین مورد نظر برای مطالعه جمع‌آوری کند.
سارا کلارک، از پژوهشگران این تیم تحقیقاتی و بیوشیمی‌دان دانشگاه علوم و بهداشت اورگان (OHSU) در پورتلند می‌گوید: «ما چند سال صرف بهینه‌سازی روش تکثیر کرم‌ها و خالص‌سازی پروتئین کردیم. در این مدت با چالش‌های زیادی روبه‌رو شدیم که ما را به فکر دست کشیدن و رها کردن این فرضیه می‌انداخت.»
محققان در پژوهش‌های اخیر دریافته بودند که گروهی از پروتئین‌هایی که نقش کانال عبور و مرور مواد از غشای سلولی را دارند در توان شنوایی نقش مهمی به‌عهده دارند، اما سازوکار دقیق آن هنوز مشخص نشده بود.
اریک گوآکس، دیگر محقق این مطالعه و بیوشیمی‌دان ارشد دانشگاه علوم و بهداشت اورگان می‌گوید: «این آخرین سیستم حسی است که در آن ماشین‌های مولکولی بنیادی ناشناخته مانده‌اند.»
به لطف این تحقیق جدید که نتایج آن در نشریه معتبر علمی نیچر منتشر شده است، اکنون می‌دانیم که این مجموعه پروتئینی به صورت یک کانال یونی حساس به تنش عمل می‌کند که بر مبنای حرکت مو‌های داخل گوش داخلی باز و بسته می‌شود. محققان با استفاده از میکروسکوپ الکترونی، دریافتند که این مجموعه پروتئینی ساختاری شبیه آکاردئون دارد و زیر واحد‌هایی دسته‌مانند در دو طرف آن قرار دارند.
امواج صوتی که از گوش عبور می‌کند، به پرده گوش برخورد کرده و سپس به گوش داخلی وارد می‌شود؛ جایی که ارتعاشات امواج سه تا از ریزترین استخوان‌های بدن را تکان می‌دهد. استخوانچه‌ها به ساختار حلزونی برخورد می‌کنند. این ساختار نیز مو‌های میکروسکوپی انگشت مانندی به نام استریوسیلیا را روی غشای سلول‌های گوش داخلی می‌کشد.
این استریوسیلیا‌ها در سلول‌هایی جاسازی شده‌اند که دارای این کانال‌های یونی تازه شناسایی شده هستند و با حرکت ساختار‌های مویی باز و بسته می‌شوند و سیگنال‌های الکتریکی را در امتداد عصب شنوایی به مغز ارسال می‌کنند تا به عنوان صدا تفسیر شوند.پیتر بار گیلسپی، متخصص گوش و حلق و بینی که در این مطالعه شرکت نداشته است، می‌گوید: «حوزه علوم اعصاب شنوایی ده‌ها سال منتظر این نتایج بوده است و اکنون که آن‌ها را به‌دست آورده‌ایم از این شناسایی به وجد آمده‌ایم.»
این کشف می‌تواند روزی به محققان کمک کند تا درمان‌هایی برای اختلالات شنوایی ایجاد کنند. کم‌شنوایی و ناشنوایی بیش از ۴۶۰میلیون نفر در سراسر جهان را تحت تاثیر قرار می‌دهد. با درک ماهیت شنوایی، محققان می‌توانند به یافتن راه‌های متنوع برای حمایت، درمان یا پیشگیری از کم‌شنوایی در جوامع ادامه دهند.
از آنجا که انسان‌ها فقط مقدار کمی از این مجموعه پروتئینی در گوش داخلی خود دارند، روی آوردن به منابع دیگر تنها راهی بود که این تیم تحقیقاتی می‌توانست به میزان مورد نیاز از پروتئین مورد نظر برای مطالعه جمع‌آوری کند.
سارا کلارک، از پژوهشگران این تیم تحقیقاتی و بیوشیمی‌دان دانشگاه علوم و بهداشت اورگان (OHSU) در پورتلند می‌گوید: «ما چند سال صرف بهینه‌سازی روش تکثیر کرم‌ها و خالص‌سازی پروتئین کردیم. در این مدت با چالش‌های زیادی روبه‌رو شدیم که ما را به فکر دست کشیدن و رها کردن این فرضیه می‌انداخت.»
محققان در پژوهش‌های اخیر دریافته بودند که گروهی از پروتئین‌هایی که نقش کانال عبور و مرور مواد از غشای سلولی را دارند در توان شنوایی نقش مهمی به‌عهده دارند، اما سازوکار دقیق آن هنوز مشخص نشده بود.
اریک گوآکس، دیگر محقق این مطالعه و بیوشیمی‌دان ارشد دانشگاه علوم و بهداشت اورگان می‌گوید: «این آخرین سیستم حسی است که در آن ماشین‌های مولکولی بنیادی ناشناخته مانده‌اند.»
به لطف این تحقیق جدید که نتایج آن در نشریه معتبر علمی نیچر منتشر شده است، اکنون می‌دانیم که این مجموعه پروتئینی به صورت یک کانال یونی حساس به تنش عمل می‌کند که بر مبنای حرکت مو‌های داخل گوش داخلی باز و بسته می‌شود. محققان با استفاده از میکروسکوپ الکترونی، دریافتند که این مجموعه پروتئینی ساختاری شبیه آکاردئون دارد و زیر واحد‌هایی دسته‌مانند در دو طرف آن قرار دارند.
امواج صوتی که از گوش عبور می‌کند، به پرده گوش برخورد کرده و سپس به گوش داخلی وارد می‌شود؛ جایی که ارتعاشات امواج سه تا از ریزترین استخوان‌های بدن را تکان می‌دهد. استخوانچه‌ها به ساختار حلزونی برخورد می‌کنند. این ساختار نیز مو‌های میکروسکوپی انگشت مانندی به نام استریوسیلیا را روی غشای سلول‌های گوش داخلی می‌کشد.
این استریوسیلیا‌ها در سلول‌هایی جاسازی شده‌اند که دارای این کانال‌های یونی تازه شناسایی شده هستند و با حرکت ساختار‌های مویی باز و بسته می‌شوند و سیگنال‌های الکتریکی را در امتداد عصب شنوایی به مغز ارسال می‌کنند تا به عنوان صدا تفسیر شوند.پیتر بار گیلسپی، متخصص گوش و حلق و بینی که در این مطالعه شرکت نداشته است، می‌گوید: «حوزه علوم اعصاب شنوایی ده‌ها سال منتظر این نتایج بوده است و اکنون که آن‌ها را به‌دست آورده‌ایم از این شناسایی به وجد آمده‌ایم.»
این کشف می‌تواند روزی به محققان کمک کند تا درمان‌هایی برای اختلالات شنوایی ایجاد کنند. کم‌شنوایی و ناشنوایی بیش از ۴۶۰میلیون نفر در سراسر جهان را تحت تاثیر قرار می‌دهد. با درک ماهیت شنوایی، محققان می‌توانند به یافتن راه‌های متنوع برای حمایت، درمان یا پیشگیری از کم‌شنوایی در جوامع ادامه دهند.
پربينندهترين مطالب و خبرها
