熊巍課題組在eLife發(fā)表研究論文發(fā)現(xiàn)TMC1調(diào)控毛細(xì)胞功能的漏電導(dǎo)作用
2019年10月30號(hào)，清華大學(xué)生命學(xué)院的熊巍課題組在eLife雜志上發(fā)表題為《小鼠的TMC1蛋白通過(guò)參與形成漏電流通道來(lái)調(diào)節(jié)其聽(tīng)覺(jué)毛細(xì)胞的頻率選擇性和興奮性》（TMC1 is an essential component of a leak channel that modulates tonotopy and excitability of auditory hair cells in mice）的學(xué)術(shù)文章。
很多興奮性細(xì)胞表現(xiàn)出稱(chēng)之為“漏”電導(dǎo)，在控制膜電位和興奮性方面起著重要作用。在聽(tīng)覺(jué)聽(tīng)覺(jué)器官耳蝸中毛細(xì)胞上，一直認(rèn)為是機(jī)械傳導(dǎo)通道提供該漏電導(dǎo)，毛細(xì)胞中的機(jī)械傳導(dǎo)通道將聲音引起的振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電脈沖，從而興奮毛細(xì)胞，該過(guò)程需要膜蛋白TMC1和TMC2，最近兩者被認(rèn)為是機(jī)械傳導(dǎo)通道的核心組成部分；而沿著耳蝸的長(zhǎng)度方向根據(jù)毛細(xì)胞感受頻率從低到高，其機(jī)械傳導(dǎo)電流的幅度也是從小到大，是毛細(xì)胞頻率選擇性的體現(xiàn)。
本研究探討了TMC蛋白在哺乳動(dòng)物耳蝸毛細(xì)胞中參與漏電導(dǎo)。利用分離小鼠耳蝸毛細(xì)胞的電生理記錄、基因敲除和挽救實(shí)驗(yàn)等方法表明，毛細(xì)胞有明顯的漏電流，該漏電導(dǎo)只需要TMC1而不需要TMC2，并且不同于機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)通道提供的漏電流。實(shí)驗(yàn)表明，這種TMC1依賴(lài)的漏電導(dǎo)并沿耳蝸的長(zhǎng)度隨頻率選擇性變化，調(diào)控了去極化膜電位，提高了毛細(xì)胞的興奮性。最有意思的是雖然TMC1參與建立漏電導(dǎo)和機(jī)械傳導(dǎo)電導(dǎo)這兩種通道特性，但通過(guò)對(duì)TMC1的假定成孔區(qū)的半胱氨酸誘變的操縱實(shí)驗(yàn)表明，同一氨基酸參與這兩個(gè)通道的作用有顯著差異，因而對(duì)TMC1實(shí)際參與通道的方式提出了新的疑問(wèn)。
圖一. TMC1蛋白的缺失導(dǎo)致毛細(xì)胞喪失興奮性
圖二. TMC1蛋白的缺失導(dǎo)致毛細(xì)胞漏電流頻率選擇性的缺失
清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院博士生劉雙、王淑峰和鄒林志為本文共同第一作者。同實(shí)驗(yàn)室的李杰、宋晨萌、陳姣鳳、胡群、劉戀同學(xué)，以及香港科技大學(xué)的黃平波教授參與本文研究。清華大學(xué)熊巍研究員為本文通訊作者。本研究感謝Ulrich Mueller博士、肖百龍博士、梁鑫博士、張偉博士提供的幫助和建議，感謝國(guó)家自然科學(xué)基金、北京腦科學(xué)專(zhuān)項(xiàng)和清華-北大生命聯(lián)合中心的資助。
原文鏈接： https://elifesciences.org/articles/47441
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