Как волоски помогают рыбам чувствовать, а людям — слышать

Исследование того, как данио-рерио используют свои волосковые клетки для обнаружения удалённого движения, может проложить путь к объяснению потери слуха у людей.

Несмотря на внешние различия, структура и функция волосковых клеток на коже рыб и волосковых клеток улитки внутреннего уха человека практически идентичны. Оба типа клеток-рецепторов содержат ионные каналы, преобразующие механические волны в электрические импульсы, несущие информацию.

У людей эти клетки заключены в самую твёрдую кость тела и недоступны при работе слуха, отметил Брайан Макдермотт, доцент отоларингологии в Медицинской школе Университета Кейс Вестерн Резерв (CWRU). Поэтому исследование на более доступных клетках данио-рерио поможет понять человеческий слух и глухоту.

Понимание механотрансдукции

Учёные уже понимали физиологию работы волосковых клеток для слуха, но меньше — на молекулярном уровне. Клетки состоят из пучка стереоцилий разной высоты, чувствительных к движению.

Исследование также продвигает понимание долго разыскиваемого механотрансдукционного (Mec) канала — системы преобразования механических стимулов в электрические сигналы для мозга.

Используя инструмент редактирования генов CRISPR-Cas9, команда обнаружила, что группы волосковых клеток обладают асимметрией. Это неожиданное свойство позволяет клеткам на задней части рыбы обнаруживать движение с большей чувствительностью, чем на передней.

«Это показывает, что волосковые клетки рыб настроены на ощущение разных направлений движения воды, — сказал Макдермотт. — У людей волосковые клетки в улитке аналогично настроены на восприятие разных частот».

Именно поэтому эта работа может сыграть роль в лучшем понимании слуха и глухоты у людей.

Исследование опубликовано в журнале Current Biology.