Die Forscher beschreiben zum ersten Zeit die Struktur eines Bond , gebildet durch zwei Proteine ​​entscheidend für Hör- und Gleichgewichts

Haben die Forscher die genaue 3D- atomare Struktur eines dünnen Proteinfadenentscheidend für Zellen im Innenohr abgebildet und berechnet die notwendige Kraft , um sie auseinander zu ziehen .

In einer Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift Natur, Eine Gruppe von David Corey, HMS Professor für Neurobiologie und Rachelle Gaudet , Professor für Molekular- und Zellbiologie an der Fakultät der Künste und Wissenschaften an der Harvard University führte , zeigte die Eigenschaften der am meisten gefährdeten Bereich einer Struktur namens Spitze Link. Ihre Ergebnisse öffnen Wege für die Forschung in Bereichen Lärmbedingter bezogenen Hörverlust und bestimmte genetische Krankheiten .

"Tip Links sind absolut notwendig , um Haarzellen und Haarzellen sind absolut entscheidend für Hör- und Gleichgewichts ", sagte Corey . "Wir haben jetzt dieses neue Verständnis, wie Lärm kann einen Tipp Verknüpfung aufzuheben und möglicherweise zu einem Hörproblem . "

Die Empfindungen des Hör- und Gleichgewichts verlassen sich auf Haarzellen , einer Familie von Zellen im Innenohr befindet . Entscheidend für ihre Funktion sind Tip-Links , Streicher von Protein, das physisch mit den Zilien oder " Härchen " auf diesen Zellen gefunden. Wenn die Flimmerhärchen bewegen sich in Reaktion auf Sinnesreize - Kopfbewegung oder die Schwingung der Ton, zum Beispiel - Spannung auf die Spitze Links, die einen Prozess, der letztlich sendet Nervenimpulse an das Gehirn beginnt angewendet .

Tip Links werden von zwei verschiedenen Arten von Proteinen namens Cadherine , die in der Mitte eine Verbindung mit einer langen Schnur machen zusammen. Mutationen in diesen Proteinen führen oft angeborene Taubheit und Gleichgewichtsstörungen. Wissenschaftler haben erst vor kurzem Fortschritte in Richtung Verständnis der Natur dieser Cadherine , vor allem an ihrer Verbindung zueinander - die Hypothese aufgestellt , um der erste Bereich unter brechen Stress .

Um dies zu testen , Marcos Sotomayor, der erste Autor auf dem Papier und Postdoktorand im Labor von David Corey, untersuchten die Struktur dieser Bindung.

Er zuerst synthetisiert und eine große Menge an den äußersten Enden der Proteine ​​, in denen sie eine Verbindung gereinigt. Nach Kristallisieren der gereinigten Proteine ​​aneinander gebunden sind , nahm das Team Vorteil leistungsstarke Röntgenstrahlen durch einen 3000 Meter langen Elektronenbeschleuniger am Argonne National Laboratory erzeugt.

Wenn Röntgen Licht durch eine hochgeordnete Kristallläuft, erzeugt er eine regelmäßige Beugungsmuster , die verwendet werden können, um die Struktur der Proteine ​​bilden den Kristall zu offenbaren.

Sotomayor analysiert das Beugungsmuster am Argonne erzeugt und gekoppelt mit biochemischen Daten . Hieraus entstand eine vollständige 3D- Karte der Struktur der Bindungs-Bereich bis auf die Position jedes einzelnen Atoms.

Die Karte zeigte, dass die beiden unterschiedlichen Cadherine wie beiden Händen an der jeweils anderen Handgelenke gebunden . Diese molekulare Handshake nicht durch vermittelte Kalzium Ionen , da hatte die Hypothese aufgestellt worden, aber es zeigte eine intime und erweiterte Schnittstelle nicht vor in Cadherin -Cadherin- Bindung gesehen .

Mit dieser präzisen 3D-Struktur , verwendet das Team Supercomputer , um die Dynamik dieser Proteine ​​unter einer Vielzahl von Bedingungen, einschließlich der Anwendung von Kräften , um die Verbindung auseinander zu simulieren. Sie fanden heraus, dass es nur die Hälfte nimmt so viel Kraft, um die Verbindung zu unterbrechen , wie es funktioniert , um die Cadherine sich entfalten - bestätigt, dass die Bindung ist in der Tat der schwächste Bereich der Spitze Link. Sie schlagen vor, die Spitze Link ist stark genug, um normalen Ton zu widerstehen , aber die Verbindung ist wahrscheinlich der Erste, der unter laute Geräusche zu brechen.

Sie zeigten auch , wie bestimmte Mutationen, die Taubheit produzieren könnte die Bindung zu schwächen , vielleicht so dass sie voneinander auch bei ruhigen Ton kommen .

Die Gruppe plant, tip- Link-Struktur weiter zu charakterisieren , sich anderen Teile wie in dem die Cadherine verlinken auf Spannung aktivierte Ionenkanäle an den Spitzen der Haarzellen " Zilien .