TMC1结构解析或推动听觉障碍修复

编者按

人类依靠五种感觉-触觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉感知世界。以触觉为例，触觉是高等生物正常工作的基础之一。过去十多年，围绕触觉的相关工作经历了很多高光时刻，如触觉相关的受体蛋白机械敏感离子通道PIEZO1和PIEZO2蛋白的发现，科学家解释了正是依靠这类蛋白，机体才能感受到外界的张力和压力。听觉的本质也是将声波介导的机械振动转化为生物电信号。然而，听觉受体的分子组成和结构细节还非常不透彻。

近日，OSHU的研究人员，突破传统的蛋白表达纯化方式，利用基因编辑的方式，从线虫体内获得了“native”的听觉受体TMC1复合物的蛋白，并利用冷冻电镜手段，解析了该复合物的高分辨率结构，直接“看”到了复合物的亚基组成和可能的信号传导机制，为研究人类听觉相关的突变提供了有利信息。

"Novel Insights May Lead to Treatments for Hearing Impairment"

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俄勒冈健康与科学大学（OSHU）的研究人员首次详细揭示了内耳中负责听力的关键部分的近原子分辨率结构。

研究结果在Nature杂志在线发表，题为"Structures of the TMC-1 complex illuminate mechanosensory transduction"

支撑哺乳动物听力和平衡的感官转导途径的最初步骤涉及将力转化为机械感官转导通道的门控。听力障碍对社会经济产生了深远的影响，了解机械感官转导具有基本的生物学意义，但是机械感官转导复合体的组成、结构和机制仍然没有得到很好的描述。这篇文章中报导了从线虫中分离出来的天然状态下跨膜通道蛋白1（TMC-1）机械传导复合物的单颗粒冷冻电镜结构。

这篇文章的通讯作者，OHSU Vollum研究所、HHMI科学家Eric Gouaux博士解释说："这是最后一个基本分子机制没有得到解析的感官系统，几十年来，执行这一重大生理过程的分子机制一直没有得到解决"。

通过多年的艰苦研究，在冷冻电镜的帮助下，研究人员解析了听觉相关的机械传导复合体结构，该结构负责介导内耳将振动转化为声音的过程。这一新发现可能为开发新的听力障碍治疗方法铺平道路。

Gouaux说：“根据这一发现，我们提出了一个可行的缺陷补偿机制。比如说，如果TMC1的某个突变引起了该蛋白的缺陷，导致听力受损，从某种程度上我们可以设计出一种靶向该结构的分子，从而挽救该缺陷。此外，这个发现也意味着我们有能力去加强一些因突变而削弱的其他功能。"

听力损失可以通过基因突变遗传，也可以因后天的损伤引起，例如持续暴露在巨大的噪音中。在这两种情况下，OHSU研究人员的发现使科学家们首次将这一介导听力转化的复合物可视化。

OHSU研究科学家和美国听力研究的领导者Peter Barr-Gillespie博士说："几十年来，整个听觉神经科学领域一直期望着能够看到听力转导复合物的结构，通过我们的工作，这一期待得到了实现，我们非常激动。这篇论文提出了新的结构生物学和听力研究途径，有望在未来几年里为相关方向注入活力"。

转自：“水木未来资讯”微信公众号

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