Как ИИ изменит нашу жизнь — в специальном проекте Naked Science!
Перейти
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
17 октября
Сергей Васильев
967

Определена структура белка, благодаря которому мы слышим окружающий мир

5.2

Молекулярные механизмы работы зрительных и других рецепторов уже определены, но для слуха такую работу проделали лишь недавно. Ученым потребовались несколько лет и десятки миллионов червей, чтобы выяснить структуру белка ТМС-1, который воспринимает акустические колебания.

©Hey Paul Studios

Прежде чем мы услышим звук, акустические волны заставляют колебаться барабанную перепонку. Через несколько крошечных косточек эти движения передаются на структуры внутреннего уха, заполненные жидкостью. Колебания жидкости воспринимают волосковые клетки, которые стимулируют нейроны и запускают передачу сигнала по нервной системе. Волосковые клетки можно назвать ключевой деталью всей этой схемы: они выступают рецепторами слуховой системы. Но если работа зрительных и других рецепторов изучена вплоть до молекулярного уровня, то для слуха она оставалась загадкой.

Ключевую роль в работе волосковых клеток играют трансмембранные каналоподобные белки (Transmembrane Channel-Like Proteins, TMC): именно они улавливают механические колебания, запуская возникновение электрических сигналов в нервной системе. И недавно ученым из Орегонского университета здоровья и науки удалось установить молекулярную структуру белка TMC1 с точностью до отдельных атомов. Статья Эрика Гуо (Eric Gouaux) и его коллег опубликована в журнале Nature.

Молекулярные механизмы работы этой системы высококонсервативны и практически идентичны у разных животных. Поэтому для получения белка ТМС1 биологи использовали червей Caenorhabditis elegans. Чтобы выделить необходимое для работы количество белка, ученым потребовалось более пяти лет, на протяжении которых они вырастили и использовали порядка 60 миллионов нематод. Чистый белковый препарат исследовали с помощью криоэлектронной микроскопии, чтобы выяснить молекулярную структуру ТМС-1.

Молекулярная структура ТМС-1 определена с разрешением до 3,1 анстрема / ©Jeong et al., 2022

ТМС-1 — это трансмембранный белок, пронизывающий клеточную мембрану насквозь. Он представляет собой димер, состоящий из пары одинаковых блоков. Каждый димер включает ключевой домен ТМС-1, который образует в мембране пору, а также кальций-связывающий домен CALM-1, связанный с ТМС-1 изнутри клетки. Наконец, на периферии к молекуле присоединен небольшой домен TMIE — по словам авторов, «напоминающий ручки аккордеона». Механическая деформация клеточной мембраны запускает всю систему в работу, вызывая приток ионов кальция внутрь клетки. Это заставляет ее высвобождать нейромедиаторы и стимулировать активность слуховых нейронов.

«Нейронаука ждала этих результатов не одно десятилетие», — прокомментировал работу видный исследователь механизмов слуха Питер Барр-Гиллеспи (Peter Barr-Gillespie). Теперь, когда мы знаем, как устроено восприятие звука на молекулярном уровне, перед учеными и медиками открываются совершенно новые перспективы в лечении врожденной и приобретенной глухоты.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 13:24
Александр Березин

Глава Daimler Мартин Даум и Билл Гейтс в разное время, но вполне единодушно отмечали, что законы физики делают грузовую фуру — ключевой элемент современных перевозок — несовместимой с чистой электротягой. Многотонная батарея отнимает слишком много пространства и веса у коммерческого груза, поэтому проекты Tesla Semi Дауму и Гейтсу представлялись «непрактичными». А теперь Илон Маск наконец начал поставки этого грузовика — и просачивающиеся данные о его реальной массе показывают, что Гейтс и Даум ошибались. Как Маску удалось то, что все в один голос считали настолько невозможным, что никто даже не попытался составить ему конкуренцию? И почему это изменит мир вокруг нас?

Вчера, 17:18
Сергей Васильев

Интерферометр, плечи которого разнесены по разным континентам Земли, сможет увидеть рождение первых звезд во Вселенной и заметить работу радаров на далекой экзопланете, где, возможно, есть жизнь.

Сегодня, 10:26
Сергей Васильев

Похоже, Марс далеко не так мертв, каким кажется. Множество признаков указывают, что под его поверхностью может продолжаться движение магмы, а под равниной Элизий к коре поднимается горячий мантийный плюм. Это делает недра Красной планеты чуть более подходящими для жизни.

2 декабря
Алиса Гаджиева

Серию секретных рисунков и надписей, добавленных таинственной женщиной-переписчицей, обнаружили в рукописи возрастом более 1200 лет.

2 декабря
Анна Новиковская

Найти лекарство от старости — заветная мечта человечества, но вполне может оказаться, что для мужчин и для женщин их придется разрабатывать по отдельности. Во всяком случае, один из самых многообещающих антивозрастных препаратов, рапамицин, по-разному воздействовал на самцов и самок дрозофил, продлив жизнь одним и не повлияв на других.

Вчера, 13:24
Александр Березин

Глава Daimler Мартин Даум и Билл Гейтс в разное время, но вполне единодушно отмечали, что законы физики делают грузовую фуру — ключевой элемент современных перевозок — несовместимой с чистой электротягой. Многотонная батарея отнимает слишком много пространства и веса у коммерческого груза, поэтому проекты Tesla Semi Дауму и Гейтсу представлялись «непрактичными». А теперь Илон Маск наконец начал поставки этого грузовика — и просачивающиеся данные о его реальной массе показывают, что Гейтс и Даум ошибались. Как Маску удалось то, что все в один голос считали настолько невозможным, что никто даже не попытался составить ему конкуренцию? И почему это изменит мир вокруг нас?

24 ноября
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

19 ноября
Анна Новиковская

В последний раз черношейного фазанового голубя видели еще в 1882 году, и с тех пор ученые не знали, живет ли еще в лесах острова Фергуссон эта красивая птица. Теперь, наконец, им повезло: одна из камер запечатлела представителя редчайшего подвида фазановых голубей.

24 ноября
Анна Новиковская

В то время как основные мировые языки со временем упрощают письменность, существует одно яркое исключение: китайский язык. За свою историю, насчитывающую три тысячелетия, его система письма становилась только сложнее и до сих пор остается крайне сложной для изучения.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: