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      令人驚訝的發(fā)現(xiàn)將酸味與內(nèi)耳感知平衡的能力聯(lián)系在一起
      
			
      
				2019-04-29 11:13:43
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      南加州大學(xué)Dornsife文學(xué)，藝術(shù)和科學(xué)學(xué)院的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種全新的離子通道。這些通道使質(zhì)子(H +離子)進(jìn)入細(xì)胞，在內(nèi)耳中對(duì)于平衡是重要的，并且存在于響應(yīng)酸味的味覺細(xì)胞中。該研究結(jié)果于1月25日星期四在“科學(xué)”雜志上發(fā)表。
      

      令人驚訝的發(fā)現(xiàn)將酸味與內(nèi)耳感知平衡的能力聯(lián)系在一起
      

      質(zhì)子控制溶液是酸性還是堿性。他們?cè)O(shè)定了pH值。毫不奇怪，質(zhì)子不會(huì)穿過細(xì)胞膜;它們必須通過離子通道等特殊蛋白質(zhì)穿過膜傳輸。
      

      盡管已經(jīng)鑒定了編碼使質(zhì)子離開細(xì)胞的離子通道的基因，但是是否需要一個(gè)基因或幾個(gè)基因來形成使質(zhì)子進(jìn)入細(xì)胞的離子通道是未知的?，F(xiàn)在，研究酸酸的味道已經(jīng)確定的基因編碼為質(zhì)子導(dǎo)電離子通道的otopetrin家庭。
      

      這個(gè)基因家族最初被認(rèn)為是平衡的重要因素：otopetrin 1(Otop1)突變的小鼠被稱為傾斜(tlt)，因?yàn)樗麄冏约翰荒苷_。編碼蛋白質(zhì)的功能以及基因突變導(dǎo)致前庭缺陷的原因尚不清楚。但在研究味覺感知時(shí)，由USC Dornsife生物科學(xué)教授Emily Liman領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)小組發(fā)現(xiàn)，Otop1編碼質(zhì)子通道，提供了關(guān)于otopetrin1如何促進(jìn)內(nèi)耳功能和平衡的提示。
      

      因?yàn)樗嵛妒菍?duì)具有高濃度質(zhì)子的酸性物質(zhì)的感知，所以Liman預(yù)測(cè)酸味細(xì)胞具有響應(yīng)或運(yùn)輸質(zhì)子的離子通道。實(shí)際上，八年前，她的實(shí)驗(yàn)室使用生物物理方法來證明質(zhì)子通過細(xì)胞膜中的特殊質(zhì)子通道進(jìn)入味覺細(xì)胞。編碼該通道的基因和質(zhì)子通道的結(jié)構(gòu)特性是未知的。
      

      Liman的實(shí)驗(yàn)室使用一種名為RNAseq的分子遺傳學(xué)技術(shù)來鑒定哪些基因在酸味細(xì)胞中特異性表達(dá)，而不是其他類型的味覺細(xì)胞。研究生Yu-Hsiang Tu然后一個(gè)接一個(gè)地測(cè)試候選基因，直到他發(fā)現(xiàn)一個(gè)產(chǎn)生質(zhì)子傳導(dǎo)蛋白質(zhì)的細(xì)胞導(dǎo)入到?jīng)]有任何質(zhì)子傳導(dǎo)通道的細(xì)胞中。
      

      在Yu-Hsiang測(cè)試了三十多名候選人之后，Liman幾乎放棄了。“當(dāng)Yu-Hsiang打電話到實(shí)驗(yàn)室并向我展示otopetrin數(shù)據(jù)時(shí)，我簡(jiǎn)直不敢相信我們終于找到了它，”Liman說。“我們一直在尋找這么多年。”
      

      除Otop1外，脊椎動(dòng)物中還有另外兩個(gè)相關(guān)基因(Otop2和Otop3)，這個(gè)基因家族在果蠅果蠅中有代表。Otopetrins在結(jié)構(gòu)上與所有其他離子通道不同，并且所有的otubtrins形成質(zhì)子通道，表明這些質(zhì)子傳導(dǎo)通道在進(jìn)化上是保守的。每種耳管在許多組織中具有明顯的分布，包括舌頭，耳朵，眼睛，神經(jīng)，生殖器官和消化道。
      

      在前庭系統(tǒng)中，Otop1對(duì)于稱為otoconia的結(jié)構(gòu)的形成和功能是必需的，otoconia是感知重力和加速度的碳酸鈣晶體。研究人員推測(cè)，otopetrins維持適合形成otoconia的pH值，并且tlt小鼠的缺陷是由于pH的失調(diào)。
      

      在味覺系統(tǒng)中，otopetrins可能參與感知酸作為酸味感知的一部分。這些質(zhì)子通道在其他組織中的功能尚不清楚。
      

      “我們從未在一百萬年內(nèi)預(yù)計(jì)我們?cè)谖队X細(xì)胞中尋找的分子也會(huì)在前庭系統(tǒng)中被發(fā)現(xiàn)，”Liman說。“這凸顯了基礎(chǔ)研究或基礎(chǔ)研究的力量。”
      
			

			
        
      
			
      
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