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聽覺新發現 科學家揭示內耳關鍵結構

空氣振動傳導至內耳並最終形成聽覺的路線(示意圖)。(Shutterstock)
空氣振動傳導至內耳並最終形成聽覺的路線(示意圖)。(Shutterstock)

編譯/林達
俄勒岡健康與科學大學(Oregon Health & Science University,OHSU)研究團隊,經多年的努力,揭示了負責聽力的內耳關鍵部分結構。這一發現對於治療聽力障礙,有了新的方向。此項研究結果於今(2022)年10月12日發表在《自然》雜誌上。

沃勒姆研究所(Vollum Institute)的科學家、研究論文的資深作者埃里克·古奧(Eric Gouaux)博士說,「這是最後一個基本分子機制,仍為未知的人體感覺系統。幾十年來,執行這一過程的分子機制一直不明。」

OHSU的研究人員透過多年的研究,梳理出該結構,得以分離出使內耳能夠將振動,轉化為聲音的過程,即「機械感覺轉導複合體」(mechanosensory transduction complex),從而最終全面揭示了聽覺的原理。

這一發現揭示內耳複合體的結構,該複合體將振動轉化為電脈衝,再由大腦將其轉化為對聲音的感知。過程被稱為機械感覺轉導,負責平衡和聲音。儘管機械感覺轉導複合體,在人類聽力中發揮著關鍵作用,但這種結構的組成、作為其功能基礎的機制仍然知之甚少。

聽力損失可能是基因突變所致,此突變改變了構成「機械感覺轉導複合體」的蛋白質。此外,外來損傷也會導致聽力喪失,包括持續暴露在巨大的噪音中。在上面這兩種情況下,OHSU研究人員的發現都讓科學家們第一次能夠直接看到這個複合體的結構。

OHSU聽力神經領域國家首席研究者彼得·巴爾-吉萊斯皮(Peter Barr-Gillespie)博士表示,「聽覺神經科學領域幾十年來一直在等待這些結果,而現在它就在我們眼前——怎不讓人欣喜若狂!」

他還說,「這篇論文中的發現當即指出了新的研究途徑,因此將在未來幾年為該領域注入了活力。」

秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans),具有與人類非常相似的機械感覺複合體,於是研究員花5年時間,培養、研究了6千萬條線蟲,並且研究出蛋白質分離技術,從而解決了這一難題。

「我們花了幾年時間優化線蟲生長,以及蛋白質分離方法,碰到了許多死結,曾經多次想放棄。」共同第一作者、Gouaux實驗室的博士後研究員莎拉·克拉克(Sarah Clark)博士,在《自然》雜誌發表的一份研究簡報中這樣寫道。◇