Proteína del canal auditivo largamente buscada encontrada
ARRIBA: Micrografía electrónica de barrido de células ciliadas internas de un ratón de una semana de edadGWENAELLE GELEOC
Los científicos han estado buscando durante años las proteínas que convierten el movimiento mecánico del oído interno’ células ciliadas en una señal eléctrica que el cerebro interpreta como sonido. En un estudio publicado hoy (22 de agosto) en Neuron, los investigadores han confirmado que la proteína 1 similar a un canal transmembrana (TMC1) contribuye al poro de los llamados canal de mecanotransducción en las células’ membrana.
“Hace tiempo que falta la identificación del canal” dice Anthony Peng, un neurocientífico de la Universidad de Colorado Denver que no participó en el estudio. Este trabajo «resuelve el debate sobre si [TMC1] es o no un componente que reviste los poros del canal de mecanotransducción».
Esta fue realmente la prueba irrefutable porque si cambias las propiedades de las corrientes que fluyen a través de una proteína, debe estar formando un canal….
Cuando una onda de sonido ingresa a la cóclea, mueve unas protuberancias llamadas estereocilios en ambas células ciliadas externas, que amplifican las señales y las células ciliadas internas, que convierten las señales mecánicas en eléctricas y las envían al cerebro. Ha sido complicado descubrir qué proteína usan las células ciliadas internas para esta conversión, porque su entorno delicado es difícil de recrear in vitro para probar las proteínas del canal candidato. En 2000, los investigadores informaron sobre un candidato prometedor en las moscas, pero resultó que no se conservaba en los mamíferos.
En un estudio publicado en 2011, Jeffrey Holt de la Facultad de Medicina de Harvard y el Hospital Infantil de Boston y sus colegas demostraron que los genes de las proteínas TMC eran necesarios para la mecanotransducción en ratones. Esta evidencia, combinada con trabajos anteriores de otro grupo que mostraban que las mutaciones en estos genes podrían causar sordera en humanos, apuntó a la idea de que TMC1 formaba el canal iónico en las células ciliadas del oído interno.
Para investigar el papel de las proteínas, Holt y sus colegas crearon 17 mutantes genéticos Tmc1 diferentes, basados en el papel conocido de locis en la sordera o su ubicación en la estructura de TMC1 que proponen en el estudio. Cada alteración de secuencia cambió el aminoácido endógeno a cisteína. Luego, los autores inyectaron un vector adenoviral que llevaba el gen de tipo salvaje o una de las 17 versiones mutadas en las orejas de las crías de ratón que carecían por completo del gen. Cuatro o cinco días después, extrajeron los órganos auditivos de las orejas de los ratones y los cultivaron durante otros tres a 13 días.
Mientras estaban en cultivo, los investigadores realizaron mediciones electrofisiológicas de las corrientes en las células ciliadas para probar el potencial de transducción de las proteínas TMC1 mutadas. También midieron las corrientes en presencia de un fármaco que hace que la cisteína forme un puente disulfuro, lo que probablemente afecte la forma de la proteína TMC1. En 11 de las 17 proteínas mutadas, el fármaco cambió la amplitud de la corriente que registraron.
Micrografía electrónica de barrido de células ciliadas externas de ratón con cuerpos celulares mostrados en cian y los mechones de cabello mostrados en naranja, que sintonizan y amplifican el sonido. estímulos que luego son transducidos por las células ciliadas internasgwenaElle geleoc
Esta fue realmente la evidencia irrefutable porque si cambias las propiedades de las corrientes que fluyen a través de una proteína, debe estar formando un canal, dice Holt. Eso es lo que realmente nos llevó a la conclusión de que esta proteína TMC1 es de hecho el canal, el santo grial que hemos estado buscando durante 40 años.
El estudio definitivamente es una evidencia convincente de que las TMC son las subunidades formadoras de poros, Teresa Nicolson, neurocientífico de Oregon Health & Science University que no participó en el trabajo, le dice a The Scientist.Nuestro trabajo en el pez cebra nos sigue llevando a la misma conclusión de que los TMC son clave para la mecanotransducción, agrega.
Según Peng, hay muchas preguntas abiertas, a saber, cómo se estructuran los TMC y cómo se activan y funcionan realmente durante la mecanotransducción. Agrega que también hay otras proteínas importantes para la mecanotransducción, y comprender cómo actúan en este complejo será otra dirección futura.
TMC1 es solo una pieza, está de acuerdo Holt. De hecho, es la pieza central del rompecabezas, pero hay otras piezas necesarias para convertir el sonido en señales eléctricas, y queremos descubrir cómo encajan todas esas piezas del rompecabezas.
B. Pan et al., TMC1 forma el poro de los canales de transducción mecanosensoriales en las células ciliadas del oído interno de vertebrados, Neuron, doi:10.1016/j.neuron.2018.07.033, 2018.
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