Определена структура белка, благодаря которому мы слышим окружающий мир
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.
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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии