Sie können mit dem Finger auf die Nasenspitze berühren, mit geschlossenen Augen? Die meisten von uns, sagt dank einem Sinn genannt Propriozeption, dass da, wo unsere Körperteile zueinander sind und unsere Umwelt. Nicht überraschend, ist auf diese Weise für die normale Bewegung und das Gleichgewicht der Fuß, zum Beispiel.

Seit Jahrzehnten haben Biologen versucht, das Sensorprotein entscheidend, Nervenenden, die Muskeln und Sehnen, die in Nervensignale propriozeptiven erstreckt übersetzt zu finden. Jetzt, in einer Studie in Nature Neuroscience, ein Team von Wissenschaftlern am Scripps Research Institute geführt hat dieses Protein bei Mäusen Sensor identifiziert.



Es stellt sich heraus, um ein Protein namens Piezo2, die vor kurzem wurde festgestellt, um den Tastsinn zu vermitteln.

Studienleiter Ardem Patapoutian, Professor an TSRI und Ermittler mit dem Howard Hughes Medical Institute, sagte:

"Für den Laien ist es nicht scheinen mag überraschend, dass Berührung und Propriozeption würde das gleiche Protein-Sensor zu verwenden, aber in diesem Bereich gibt es eine Menge Hinweise darauf zu finden, dass otherwise- Piezo2 her war eine Überraschung."

Mehrzweck-Protein

Patapoutian und seinem Labor spezialisiert auf die Identifizierung und Charakterisierung von Proteinen sensorischen Wandler und über den letzten 15 Jahren haben Wandlern Kälte, Hitze und Schmerzen identifiziert. In zwei Studien im letzten Jahr veröffentlicht, Piezo2 identifiziert sie als den Hauptsensor für normale, nicht-schmerzhaften Touch bei Mäusen.

Die neuen Erkenntnisse sind zum Teil aus diesen Studien, in denen Patapoutian und sein Team haben transgene Mäuse entwickelt werden können, um schalten Sie die Aktivität in Neuronen Piezo2 "touch" und anderen sensorischen Neuronen in der Wirbelsäule beruhen abgeleitet. Piezo2 mit Stille, zeigten die Mäuse tiefe Mängel bei der Reaktion auf die Berührung. Aber sie zeigte auch, eine andere Art von Defizit.

"Ihre Füße war ein bisschen 'abnormal, die uns einen Hinweis, dass einige propriozeptive Nervenzellen daran interessiert sein könnten, auch gab", sagte erster Autor Seung-Hyun Woo, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Labor Patapoutian.

In einer ersten Versuchsreihe für die neue Studie war das Team in der Lage, Ratte sensorischen Neuronen in Propriozeption beteiligt und getestet elektrischen Antworten dieser Neuronen "mild mechanischen Druck zu isolieren.

Diese Nervenenden von Neuronen und Zellkörper bekannt, mit mechanisch aktivierte Proteinionenkanäle, die wesentlich geboren offenen Einlassen einer Steigerung von geladenen Molekülen und Auslösen eines elektrischen Nerven Impuls- wenn der Nerv oder umgebenden Zellmembran verzerrt punktiert werden ausreichend durch eine lokale Dehnung des Muskelgewebes.

Frühere Studien hatten vorgeschlagen, dass das Hauptprotein von Bord-Sensing-Neuronen exprimiert propriozeptiven ist eines, das zuzugeben, Natriumionen spezialisiert.

Doch das Team fand Beweise aus diesen ersten Tests, die die Hauptproteinionenkanal propriozeptiven Nervenzellen ist kein Protein Natrium-selektiven Kanal, aber eigentlich hat Eigenschaften, die mit Piezo2s.

Gliedmaßen waren überall

Die Forscher dann bestätigt, dass Piezo2 wird in der Maus propriozeptiven Neuronen exprimiert und ihre Nervenenden eingebettet Muskel.

Um die Rolle von Piezo2 mit größerer Sicherheit, haben sie zwei Linien transgener Mäuse, in denen die Produktion könnte in Piezo2 propriozeptive Neuronen herunter kurz nach der Geburt wurden die Mäuse werden entwickelt. Die resultierenden Tiere zeigten schwere Missbildungen beim Gehen und Gliedmaßen Positionierung.

"Ihre Glieder waren überall, sah aus, als sie versuchten, Yoga zu tun", sagte Woo.

In einer letzten Serie von Experimenten fand das Team, dass das Bein Muskelgewebe aus diesen Mäusen fehlt Piezo2-Gewebe mit propriozeptiven Nerven gebaut produziert fast keine Nervensignale in Reaktion auf Muskel-Stamm, während das Muskelgewebe von normalen Mäusen produziert starke Signale .

"Die Daten, die wir haben jetzt, die Rolle der Piezo2 in Propriozeption unterstützen sind wirklich überwältigend", sagte Patapoutian.

Während das Ergebnis ist ein Meilenstein in der sensorischen Neurowissenschaften, kann es auch zu einem besseren Verständnis einiger Krankheiten des Menschen im Hinblick auf die Propriozeption führen. So wurde beispielsweise eine genetische Krankheit distalen arthrogryposis Typ 5, dessen Kranken sind mit stark kontrahiert Gelenke geboren bekannt gefunden 2013-by Patapoutian und Kollegen-werden durch eine Mutation im menschlichen Version Piezo2 verursacht.

Seung-Hyun Woo, Viktor Lukacs, Joriene C de Nooij, Dasha Zaytseva, Connor R Criddle, Allain Francisco, M Thomas Jessell, Katherine A Wilkinson & Ardem Patapoutian
Piezo2 ist der Hauptkanal für Mechanotransduktion Propriozeption
Nature Neuroscience