Ученые из Орегонского университета здоровья и науки определили структуру белка, благодаря которому мы слышим окружающий мир. Им потребовались несколько лет и десятки миллионов червей, чтобы выяснить структуру белка ТМС-1, который воспринимает акустические колебания. Статья исследователей опубликована в журнале Nature.
Прежде чем мы услышим звук, акустические волны заставляют колебаться барабанную перепонку. Через несколько 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.
Ключевую роль в работе волосковых клеток играют трансмембранные каналоподобные белки (Transmembrane Channel-Like Proteins, TMC): они улавливают механические колебания, запуская электрические сигналы в нервной системе. Ученым удалось установить молекулярную структуру белка TMC1 с точностью до отдельных атомов.
Для получения белка ТМС1 биологи использовали червей Caenorhabditis elegans. 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.
Следите за NEWS.am Medicine на Facebook и Twitter