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传感器的组成

小颗粒不再聚集在正确位置

  图片说明:上方图片是出生3天的正常斑马鱼,下方图片是阻止了纤毛运动的斑马鱼,其脑部膨胀(白色箭头),耳部畸形(黑色箭头)而且心腔形状异常(左下方三角形)。(图片来源:University of California - Los Angeles)

  美国科学家近日的一项研究,首次揭示了内耳中一种微小的晶体如何构成负责探测声音和引力的传感器。这些微小晶体位于纤毛的尾端,在声音感知、维持平衡和控制运动方面起重要作用。该研究可能有助开发潜在的基因标靶疗法,帮助解决由纤毛问题引发的一般性听觉和平衡问题。相关论文11月30日在线发表于《自然》(

  研究人员使用高速高分辨率的摄像系统,来观察胚胎期斑马鱼正在发育的耳中纤毛的实时运动。这种鱼的发育经历了与人和其他脊椎动物类似的过程,使得其适合用于实验。

  研究人员用荧光探针标记了斑马鱼中的纤毛,并用微观摄影术来记录纤毛和其他内耳结构。在对照组斑马鱼中,长纤毛像浆一般划动,形成漩涡,使得小的颗粒在漩涡周围转动。在适当位置聚集的大量旋转小颗粒就形成了内耳的晶体传感器。

  论文通讯作者、加州大学洛杉矶分校副教授Kent Hill说:“之后我们阻止了控制动力蛋白(dynein)基因的表达,这种动力蛋白是一种极小的分子马达,它能驱动纤毛运动。当我们检查斑马鱼胚胎时,我们看到纤毛运动停止了。最终,小颗粒不再聚集在正确位置。耳晶体不仅出现在错误的位置,畸形,且大小也变得不正常。”

  他说:“纤毛运动与耳晶体形成有关这一观点过去从未被实验验证过。我们的发现表明,耳内纤毛确实会运动,而且证明了纤毛运动是耳晶体聚集在正确位置所必需的。”

  根据Hill的说法,这一发现有助于开发疗法,治疗听觉障碍和纤毛病变。纤毛病变是一种由纤毛功能不良造成的问题,可能会造成精子相关性不育、多囊肾病、肺和呼吸道问题以及脑肿胀等。(科学网 徐青/编译)

  ),doi:10.1038/nature07520,Jessica R. Colantonio,Kent L. Hill)

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