Крошечные волосковые клетки во внутреннем ухе играют огромную роль.

Для баланса пять отдельных участков волосковых клеток ощущают движение и сообщают мозгу, где находится голова в пространстве, одновременно передавая силу тяжести.

Для слуха внутри улитки спирали из 16000 волосковых клеток шириной в пять клеток. Это структура в форме улитки, в которой волосковые клетки вибрируют в ответ на звуковые волны. Каждый цикл звуковых волн посылает микроскопические реснички на концах этих клеток вперед и назад, катаясь на батуте из клеток, подвешенных между двумя заполненными жидкостью пространствами.

Движение открывает поры в ячейках, позволяя электрическому току течь внутри. Это преобразование механических сигналов в электрические посылает в мозг нервные импульсы, которые затем "слышит" звук.

Дэвид Кори, профессор нейробиологии Гарвардской медицинской школы и исследователь Медицинского института Говарда Хьюза, провел всю свою научную жизнь, изучая этот механосенсорный аппарат, задаваясь вопросом, какие белки участвуют в преобразовании звуков в нервные импульсы. Пока известно только около трети этих белков. Дебора Шеффер, научный сотрудник HMS в лаборатории Кори, интересуется, чем волосковые клетки отличаются от клеток, которые их окружают во внутреннем ухе.

Их последняя работа, опубликованная в Journal of Neuroscience, показала, что многие гены, участвующие в наследственной глухоте, гораздо более активны в волосковых клетках, чем в окружающих клетках. Это говорит о том, что другие гены, которые производят белки только в волосковых клетках, также могут вызывать наследственную глухоту. Около 1 из 1000 детей рождаются глухими, и мутации в 300 различных генах могут вызвать глухоту.

Их результаты также могут иметь значение для возрастной потери слуха, от которой страдает около половины взрослых в возрасте 75 лет и старше. Иногда ухудшение состояния возникает намного раньше, после воздействия вредного количества шума.

"Эта работа дает нам список частей, которые волосковая клетка использует для сборки различных компонентов, помогая нам выяснить молекулярный механизм восприятия звука," Кори сказал. "Он также сообщает нам, какие гены стимулируют уникальное развитие волосковой клетки, что вселяет надежду на то, что эта информация может быть использована для создания новых волосковых клеток для восстановления слуха в случаях возрастной или связанной с шумом потери слуха."

Чтобы понять волосковые клетки внутреннего уха, Кори и Шеффер сотрудничали с коллегами Джун Шен, инструктором HMS по патологии в Бригаме и женской больнице, и Чжэн-И Чен, доцентом отоларингологии в Массачусетском центре глаз и ушей, чтобы выяснить, какие гены волосковые клетки используют то, что соседние клетки не используют. Что отличает одну клетку от другой, так это выбор и выбор времени генов, экспрессируемых клеткой.

Работая на мышах, созданных для производства зеленых флуоресцентных волосковых клеток, Шеффер разработал способ отдельно очищать волосковые клетки и окружающие клетки в разных точках в течение примерно двух недель развития внутреннего уха мыши. В каждой точке и для каждого образца она секвенировала РНК, используемую для создания белков для всех 20000 генов в геноме мыши.

"Теперь у нас есть панель всех генов, которые участвуют в развитии волосковых клеток," Шеффер сказал.

Шеффер и Кори разместили свои данные в общедоступной базе данных, которую Шен создал три года назад. Общая база данных Гарвардской лаборатории внутреннего уха, или SHIELD, содержит данные об экспрессии генов, интегрированные с исчерпывающей аннотацией, включая потенциальные местоположения генов глухоты. Ученые со всего мира получают доступ к данным более 400 раз в день.

Некоторые ученые, интересующиеся молекулярной биологией слуха и глухоты, могут использовать SHIELD для выявления новых генов глухоты, которые могут привести к определенным генным методам лечения. Другие хотят знать, что делает волосковую клетку волосковой клеткой, чтобы они могли найти способ превратить окружающие клетки во внутреннем ухе в волосковые клетки. Эти клетки обычно не делятся, поэтому, когда они потеряны, единственная надежда – каким-то образом заставить их делиться или превратить соседние клетки в волосковые клетки.

Затем Шеффер исследует экспрессию микроРНК в волосковых клетках, чтобы увидеть, какие гены они регулируют. Это даст генетическую сеть экспрессии генов, информационной РНК и производства белка.

"Я хочу знать все гены, которые взаимодействуют друг с другом, и какие факторы транскрипции задействованы на каждом этапе," она сказала.

Кори сказал, что их работа – только фундамент.

"Когда-нибудь эта работа попадет в клинику, но сначала вы должны знать список запчастей."

MGODELOROS.RU