令人惊讶的发现链接酸味内耳感觉平衡的能力

南加利福尼亚文理学院的科学家信件,艺术与科学已经发现了一种全新的离子通道。这些渠道让质子(H +离子)进入细胞,是重要的在内耳平衡,存在于味觉细胞应对酸味道。

周四公布的研究结果,1月25日的《科学》杂志上。质子控制是否酸性或碱性溶液。他们把博士毫不奇怪,质子不跨越细胞膜;他们必须通过特殊蛋白质跨膜运输离子通道。

虽然基因编码离子通道,让质子离开细胞已被确认,是否一个或几个基因的基因是必要的让质子形成离子通道进入细胞是未知的。现在,研究酸的味道已经确定的otopetrin家族基因编码proton-conducting离子通道。

这个基因家族最初确定为重要的平衡:小鼠突变otopetrin 1(Otop1)被称为倾斜(tlt),因为他们无法对自己。编码蛋白的功能,为什么基因突变引起前庭缺陷是未知的。虽然味知觉学习,一组由艾米丽泻湖,南加利福尼亚文理生物科学教授发现Otop1编码一个质子通道,提供提示如何otopetrin1导致内耳功能和平衡。

因为酸味的感知是酸性物质,高浓度的质子,河口预测,酸味细胞有一个离子通道质子响应或传输。事实上,八年前,她的实验室用生物物理方法表明质子通过专门的质子通道进入味觉细胞的细胞膜。这个基因编码通道和结构的属性质子通道是未知的。

河口的实验室用分子遗传学技术称为RNAseq识别哪些酸味细胞特异表达基因,而不是其他类型的味觉细胞。研究生Yu-Hsiang屠测试候选基因产生一个接一个,直到他找到一个proton-conducting蛋白质时引入细胞没有任何proton-conducting频道。

Yu-Hsiang测试后超过三名候选人中,河口几乎放弃。“当Yu-Hsiang叫我在实验室,向我展示了otopetrin数据,我简直不敢相信我们终于找到了它,“溺谷说。“我们一直在寻找这么多年。”

除了Otop1外,其他相关的有两个基因在脊椎动物(Otop2和Otop3),这个基因家族在果蝇果蝇表示。Otopetrins结构不同于所有其他的离子通道,和所有的Otopetrins质子通道形式,表明这些proton-conducting通道的进化。每个otopetrins具有明显的分布在许多组织,包括舌头、耳、眼、神经、生殖器官和消化系统。

前庭系统,Otop1是必要的形成和功能结构称为otoconia,这是碳酸钙晶体,重力和加速度。研究人员推测otopetrins保持pH值适合形成otoconia tlt老鼠的缺陷是由于pH值的失调。

味觉系统,otopetrins可能参与传感酸作为酸味知觉的一部分。这些功能质子渠道在其他组织是未知的。

“在过去的一百万年里,我们从来没有预期的分子,我们正在寻找味觉细胞也会发现在前庭系统,“河口说。“这突显出基本的力量或基础研究”。