بعد 40 عام.. العلماء يحددون بروتين السمع !
أشار علماء من كلية الطب بجامعة هارفارد أنهم استطاعوا معرفة البروتين المسؤول عن السمع والتوازن.
تشير أبحاثهم إلى أنّ البروتين TMC1 المكتشف عام 2002 يعتبر كنافذة تنشيط صوتي وحركي، والذي يسمح بتحويل الصوت أو حركة الرأس إلى إشارة عصبية تنتقل للدماغ.
يدرك العلماء منذ فترة طويلة أنّ الخلايا الشعرية في الأذن الداخلية تكشف الصوت والحركة وتحولها إلى إشارة عصبية، إلّا أنّ مكان حدوث ذلك التحول كان موضوع نقاش علمي مكثّف سابقًا.
ومما جعل عملية تحديد الميكانيكية الجزيئية لعملية السمع بالضبط صعبًا للغاية، هو أنّ عدد الخلايا الشعرية hair cells في الأذن الداخلية كان قليلًا – تقريبًا ست عشرة ألفًا - مقارنة مع أكثر من مئة مليون من الخلايا المستشعرة للضوء في العين على سبيل المثال لا الحصر.
"لقد قاد البحث عن البروتين المستشعر للصوت إلى عدة طرق مسدودة، لكننا نعتقد أنّ هذا الاكتشاف هو نهاية التساؤل" قال David Corey وهو أحد مؤلفي الدراسة من جامعة هارفارد.
يقول Jeffrey Holt وهو أستاذ مشارك في الدراسة من جامعة هارفارد "نعتقد أنّ اكتشافنا يسوي الأمر للأفضل ويقود إلى دليل حاسم أن TMC1 مستشعر جزيئي حيوي والذي يُحوّل الصوت والحركة إلى إشارة عصبية يمكن للدماغ فهمها".
ويضيف أيضًا "إنه في الواقع بوّابة عملية السمع" مشيرًا إلى البروتين.
بعد اكتشاف TMC1 عام 2002 ضعف البحث عن دور هذا البروتين لعقد من الزمن. وأوضح فريق بقيادة Holt عام 2011 ضرورة دور TMC1 في النقل الصوتي في الخلايا الشعرية hair cells. يفتح هذا الاكتشاف بابًا للنقاش حول دور هذا البروتين بالضبط :هل له الدور الرئيسي أم أنّ دوره مساند فقط؟
وجد الباحثون في بداية بحث الفريق، أنّ هذا البروتين يتجمع بشكل أزواج ليشكل منافذ تفعيل صوتي أو قنوات أيونية. وبالمقارنة مع معظم بروتينات القنوات الأيونية، فإنّها تشكل مجموعة من ثلاث إلى سبع وحدات، لكن وجود زوج من TMC1 لتشكيل قناة أمر مذهل.
أجرى العلماء بعد ذلك -لرسم البنية الجزيئية للبروتين- نموذج تنبؤ حاسوبي والذي تنبأ بترتيب أمثل للبِنات بناء البروتين اعتمادًا على هيئة مقاربة نسبيًا لهيكل معلوم، وكشفت الخوارزمية أنّ TMC1 أقرب نسبيًا إلى هيكل معلوم والذي كان TMEM16.
واكتسف الباحثون وجود 17 حمض أميني في بروتين TMC1 )الأحماض الأمينية هي الوحدات الرئيسية لبناء أي بروتين) بدت كما لو أنّها تلعب دور خاص في عمل البروتين.
قام الباحثون باستبدالها كلٍّ على حدى لدى الفئران؛ ليختبروا مدى قدرة الخلايا على الاستجابة للصوت والسماح بتدفق الأيونات. غيّر 11 استبدال من أصل 17 تدفق الأيونات وعمل 5 منها على تناقص كبير في تدفق الأيونات يصل إلى 80% مقارنة مع الخلايا غير المعدَّلة. لكن استبدال حمض أميني واحد كان مسؤولًا عن منع تدفق الكالسيوم تمامًا.
يقول الباحثون أنّ النتائج التي توصلوا إليها تعتبر الأساس لعلاجات موجهة بدقة لمعالجة فقدان السمع والذي تكون فيه تلك القنوات مشوهة أو مفقودة.
يُذكر أنّ فقدان السمع هو أكثر الاضطرابات العصبية شيوعًا، حيث يؤثر على قرابة 460 مليون شخص حول العالم.
المصدر
تعليقات
إرسال تعليق