در سندروم آشر و برخی از بیماریهای " عصبی حسی دیگر " که منجر به ناشنوایی میشود ، سلولهای مویی در حلزون گوش قادر به حفظ آرایههای متقارن of نیستند .
چند دهه قبل ، یک مجتمع مولکولی به نام پیوند نوک در the کشف شد . این پیوند نوک ، نوک of را به هم متصل میکند و همچنین برای انتقال نیروی فیزیکی به کانالهای یونی به طور مکانیکی مهم است . برای سالها ، به دلیل اینکه stereocilia به شدت کوچک ، کمیاب و سخت است ، مولکولهایی که پیوند نوک را تشکیل میدهند مبهم باقی ماندهاست .
اما چند سال پیش ، مولر و همکارانش یکی از پروتئینهای کلیدی را شناسایی کردند که پیوند نوک را شکل دادند - پروتیین cadherin ۲۳ . در ۲۶ مارس ۲۰۰۴ ، مقاله طبیعت ، مولر و همکارانش نشان دادند که پروتیین cadherin ۲۳ در جای مناسب در سلول مو به عنوان بخشی از پیوند نوک بیان شد ، که به نظر میرسد مسیول باز کردن کانالهای یونی است . آنها همچنین نشان دادند که پروتئین ۲۳ cadherin یک کمپلکس با پروتیین دیگر به نام myosin ۱ c تشکیل داد که به بستن کانال زمانی باز کمک کرد .
مولر میگوید : " مطالعه حاضر درجه بالاتری از وضوح بیشتری نسبت به مطالعه ۲۰۰۴ ارایه میدهد ، به لطف همکاری با Bechara Kachar محقق NIH و پروفسور Ron Research و تجهیزات تصویربرداری پیشرفته او ، " اکنون ، ما در مورد جزئیات یافتههای خود شک میکنیم ."
سه خط مدارک
مطالعه حاضر سه خط از شواهد را به کار برد تا ثابت کند که cadherin ۲۳ و protocadherin ۱۵ متحد میشوند و به یکدیگر میچسبند تا پیوند نوک را شکل دهند.
محققان اول آنتیبادی تولید کردند که به قطعات کوتاه در the ۲۳ و protocadherin ۱۵ پروتیین در گوش داخلی موشهای صحرایی و guinea هندی متصل میشد . با استفاده از مطالعات میکروسکوپی fluorescence و میکروسکوپ الکترونی نشان دادند که cadherin ۲۳ در سمت بلندتر stereocilium قرار گرفتهاست و protocadherin ۱۵ در نوک یکی کوتاهتر حاضر بوده و انتهای سست آنها در بین آنها همپوشانی دارد.
محققان توانستند با حذف یک مانع برای فرآیند اتصال آنتیبادی ، هر دو پروتیین را شناسایی کنند : کلسیم . تحت شرایط عادی ، cadherin ۲۳ و protocadherin ۱۵ با یونهای کلسیم تزئین میشوند که از آنتیبادی ناشی از اتصال به محلهای هدف جلوگیری میکند . هنگامی که کلسیم از طریق افزودن یک ماده شیمیایی به نام BAPTA برداشته شد ، هر دو برچسب آشکار شدند .
سپس ، محققان ساختاری شبیه به لینک انعام را با بیان the ۲۳ و protocadherin ۱۵ در آزمایشگاه و مشاهده نحوه تعامل آنها ساختند . هنگامی که شرایط درست شد ، دو پروتیین خود را از یک طرف به طرف دیگر در پیکربندی متصل کردند که یک پیوند σ به طور طبیعی را نشان میداد . همانند لینکهای نوک معمولی ، ساختار در غلظتهای کلسیم رشد پیدا کرد که به موازات مایعات در گوش داخلی یافت شد ، در حالی که کاهش شدید کلسیم ساختار را مختل کرد .
در نهایت ، دانشمندان دریافتند که یک جهش of ۱۵ که منجر به یک شکل ناشنوایی میشود، برهم کنش دو پروتیین را مهار میکند و آنها را هدایت میکند تا نتیجه بگیرند که جهش خواص چسب دو پروتیین را کاهش میدهد و مانع شکلگیری پیوند نوک میشود . در جهش دوم of ۱۵ ، پیوند نوک نابود نشد ؛ دانشمندان پیشنهاد کردند که ناشنوایی احتمال زیاد ناشی از تقسیم لینک انعام نیست ، بلکه با تداخل با خواص مکانیکی آن ایجاد میشود .
با دانستن دقیق ترکیب و پیکربندی پیوند نوک ، دانشمندان میتوانند در حال بررسی این باشند که چگونه این پروتئینها با اجزای دیگر تعامل دارند تا بقیه ماشینآلات transduction را شکل دهند . علاوه بر این ، دانشمندان میتوانند مطالعه کنند که چگونه درمانهای جدید ممکن است برای رسیدگی به شکستن پیوندهای انعام از طریق عوامل محیطی نظیر سر و صدای بلند ایجاد شوند .
منبع سایت علم روز