كشف علماء أخيراً عن بنية مركب بروتيني (يرمز إليه TMC1) غامض داخل الأذن الداخلية يُمكّن البشر من السمع. واحتاج الباحثون لحل هذا اللغز، الذي قض مضاجعهم لعقود، إلى تربية 60 مليون دودة مستديرة (واسمها العلمي الربداء الرشيقة: Caenorhabditis elegans)، والتي تستخدم مركباً بروتينياً مشابهاً جداً لما عند البشر لحاسة اللمس.
بروتين TMC1
وعلى أن البشر ليس لديهم سوى كمية ضئيلة من هذا البروتين داخل آذانهم الداخلية، كان اللجوء إلى مصدر آخر الطريقةَ الوحيدة التي تمكن الفريق من تجميع ما يكفي من هذا البروتين لدراسته.
وقالت الباحثة المشاركة سارة كلارك، عالمة الكيمياء الحيوية من جامعة أوريغون للصحة والعلوم في بورتلاند: "أمضينا عدة سنوات في تحسين طرق نمو الديدان وعزل البروتين، ووصلت آمالنا إلى الحضيض في العديد من اللحظات وفكرنا فيها بالاستسلام".
عرف الباحثون لبعض الوقت أن مركب البروتين (TMC1) الشبيه بقناة عبر-غشائية يؤدي دوراً مهماً في السمع، لكن البنية الدقيقة له ظلت محيرة.
ورأى كبير مؤلفي الدراسة إريك جوو، كبير علماء الكيمياء الحيوية في جامعة أوريغون للصحة والعلوم، أن "هذا هو آخر نظام حسي ظلت فيه الآلية الجزيئية الأساسية غير معروفة".
وبفضل هذا البحث الجديد، الذي نُشر في مجلة "نيتشر" [Nature]، نعلم الآن أن هذا المركب البروتيني يعمل كقناة أيونية حساسة للتوتر تنفتح وتنغلق اعتماداً على حركة الشعيرات داخل الأذن الداخلية.
واكتشف الباحثون باستخدام المجهر الإلكتروني أن المركب البروتيني يشبه "آلة الأكورديون الموسيقية"، وله وحدات فرعية "متوازنة مثل المقابض" على كلا الجانبين.
وحين تعبر الموجات الصوتية الأذن تضرب طبلة الأذن (غشاء الطبل)، ثم تنتقل إلى الأذن الداخلية فتهز العظيمات الثلاثة، وهي من أصغر عظام الجسم. من ثم تضرب العظيمات الحلزون الذي يعمل بدوره على ملامسة شعيرات مجهرية تشبه الأصابع، وتسمى "الأهداب الجاسئة"، للأغشية.
يتم وتنغرس هذه الأهداب الجاسئة في الخلايا التي تحتوي على القنوات الأيونية التي شكلها مركب TMC1 والتي تنفتح وتنغلق مع تحرك الشعيرات، وترسل إشارات كهربائية على طول العصب السمعي إلى الدماغ الذي يفسرها على أنها صوت.
أهمية اكتشاف آلية عمل بروتين TMC1
ولفت طبيب الأنف والأذن والحنجرة بيتر بار جيليسبي، وهو عالم رائد في أبحاث السمع ولم يشارك في الدراسة، إلى أن "ميدان علم الأعصاب السمعي ظل ينتظر هذه النتائج منذ عقود، والآن بعد أن وصلنا إلى هذه المرحلة، غمرتنا السعادة".
قد يساعد هذا الاكتشاف الباحثين يوماً ما على تطوير علاجات لتدهور السمع، إذ يؤثر ضعف السمع والصمم على أكثر من 460 مليون شخص حول العالم. ومن خلال فهم طبيعة السمع، يستطيع الباحثون مواصلة السعي لإيجاد طرق متنوعة لدعم ضعف السمع أو علاجه أو منعه.
مجلة نيتشر