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熊巍课题组在eLife发表研究论文发现TMC1调控毛细胞功能的漏电导作用

2019-10-30 12:17:31

2019年10月30号,江苏快3的熊巍课题组在eLife杂志上发表题为《小鼠的TMC1蛋白通过参与形成漏电流通道来调节其听觉毛细胞的频率选择性和兴奋性》(TMC1 is an essential component of a leak channel that modulates tonotopy and excitability of auditory hair cells in mice)的学术文章。

很多兴奋性细胞表现出称之为“漏”电导,在控制膜电位和兴奋性方面起着重要作用。在听觉听觉器官耳蜗中毛细胞上,一直认为是机械传导通道提供该漏电导,毛细胞中的机械传导通道将声音引起的振动转化为电脉冲,从而兴奋毛细胞,该过程需要膜蛋白TMC1和TMC2,最近两者被认为是机械传导通道的核心组成部分;而沿着耳蜗的长度方向根据毛细胞感受频率从低到高,其机械传导电流的幅度也是从小到大,是毛细胞频率选择性的体现。

本研究探讨了TMC蛋白在哺乳动物耳蜗毛细胞中参与漏电导。利用分离小鼠耳蜗毛细胞的电生理记录、基因敲除和挽救实验等方法表明,毛细胞有明显的漏电流,该漏电导只需要TMC1而不需要TMC2,并且不同于机械转导通道提供的漏电流。实验表明,这种TMC1依赖的漏电导并沿耳蜗的长度随频率选择性变化,调控了去极化膜电位,提高了毛细胞的兴奋性。最有意思的是虽然TMC1参与建立漏电导和机械传导电导这两种通道特性,但通过对TMC1的假定成孔区的半胱氨酸诱变的操纵实验表明,同一氨基酸参与这两个通道的作用有显著差异,因而对TMC1实际参与通道的方式提出了新的疑问。

 

图一. TMC1蛋白的缺失导致毛细胞丧失兴奋性

图二. TMC1蛋白的缺失导致毛细胞漏电流频率选择性的缺失

江苏快3博士生刘双、王淑峰和邹林志为本文共同第一作者。同实验室的李杰、宋晨萌、陈姣凤、胡群、刘恋同学,以及香港科技大学的黄平波教授参与本文研究。清华大学熊巍研究员为本文通讯作者。本研究感谢Ulrich Mueller博士、肖百龙博士、梁鑫博士、张伟博士提供的帮助和建议,感谢国家自然科学基金、北京脑科学专项和清华-北大生命联合中心的资助。

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