Stretta di mano molecolare Azienda necessario per l'udito e l'equilibrio

Giugno 1, 2016 Admin Salute 0 9
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I ricercatori hanno mappato il preciso 3-D struttura atomica di una proteina sottile filamento critica per cellule nell'orecchio interno e calcolata la forza necessaria per tirare lo distingue.

In uno studio che sarà pubblicata il 7 novembre nella rivista Nature, un gruppo guidato da David Corey, HMS professore di neurobiologia, e Rachelle Gaudet, professore di biologia molecolare e cellulare presso la Facoltà di Arti e Scienze dell'Università di Harvard, ha rivelato le caratteristiche della la zona più vulnerabile di una struttura chiamata il link punta. I loro risultati strade aperte per la ricerca in settori legati alla perdita dell'udito causata dal rumore e alcune malattie genetiche.

"Link dei consigli sono assolutamente vitali per le cellule ciliate, e le cellule ciliate sono assolutamente vitali per l'udito e l'equilibrio", ha detto Corey. "Ora abbiamo questa nuova comprensione di come rumore può interrompere un collegamento punta e potenzialmente causare un problema di udito."




Le sensazioni di udito e l'equilibrio si basano su cellule ciliate, una famiglia di cellule situate nell'orecchio interno. Fondamentale per la loro funzione sono link dei consigli, le stringhe di proteine ​​che collegano fisicamente le ciglia oppure "peli" trovato su queste cellule. Quando il movimento cilia in risposta a stimoli sensoriali - movimento della testa o la vibrazione del suono, ad esempio - tensione viene applicata ai legami punta, che inizia un processo che invia infine impulsi nervosi al cervello.

Link dei consigli sono composti da due diversi tipi di proteine ​​chiamate caderine, che collegano al centro per fare una corda lunga. Mutazioni in queste proteine ​​spesso sfociano in disturbi sordità congenite ed equilibrio. Gli scienziati hanno solo di recente fatto passi verso la comprensione della natura di tali caderine, soprattutto a loro connessione con l'altro - ipotizzato essere la prima area a rompere sotto stress.

Per verificare ciò, Marcos Sotomayor, primo autore sulla carta e un ricercatore post-dottorato nel laboratorio di David Corey, ha studiato la struttura di quel legame.

In primo luogo ha sintetizzato e purificato una grande quantità delle stesse estremità delle proteine, dove si collegano. Dopo cristallizzazione delle proteine ​​purificate legate tra loro, la squadra ha sfruttato potenti raggi X generati da un 3000-piede lungo acceleratore di elettroni National Laboratory.

Quando la luce a raggi X passa attraverso un cristallo altamente ordinato, crea un modello di diffrazione regolare che può essere utilizzato per rivelare la struttura delle proteine ​​che formano il cristallo.

Sotomayor analizzato il pattern di diffrazione generato Argonne ed accoppiato con i dati biochimici. Da questo, ha creato una completa 3-D mappa della struttura della regione legante, fino alla posizione di ogni singolo atomo.

La mappa ha rivelato che i due cadherins diversi incollati come due mani strette a vicenda polsi. Questo handshake molecolare non era mediata da ioni calcio, come era stato ipotizzato, ma ha mostrato un'interfaccia intima ed estesa non visto prima in caderina-caderina bonding.

Con questo preciso struttura 3-D, il team ha utilizzato supercomputer per simulare la dinamica di queste proteine ​​in una varietà di condizioni, tra cui l'applicazione di forze per tirare il legame a parte. Essi hanno scoperto che ci vuole solo la metà di quanto la forza di rompere la connessione come fa a spiegare i cadherins stessi - conferma che il legame è infatti la regione più debole del collegamento punta. Essi suggeriscono il link punta è abbastanza forte da resistere suono normale, ma è probabile che il collegamento il primo a rompere sotto rumori forti.

Essi hanno inoltre dimostrato come alcune mutazioni che producono la sordità potrebbero indebolire il legame, forse gli permette di venire a parte, anche con il suono tranquillo.

Il gruppo prevede di caratterizzare ulteriormente struttura di punta-link, di passare ad altre parti, come se i cadherins collegamenti a canali ionici tensione attivati ​​alle punte delle cilia delle cellule ciliate.

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