Ce gust comun și simțul echilibrului au în comun - medicina Biermann
După cum au descoperit oamenii de știință din SUA, același tip de canal de protoni există în celulele sens pentru gustul acru și celulele organului de echilibru din urechea internă.
Protonii controlează valoarea pH-ului unei soluții, care este fie acidă, fie bazică, în funcție de concentrație. Protonii nu pot pătrunde în membranele celulare; trebuie să fie transportați peste această barieră prin canale ionice. Chiar dacă genele care codifică un canal ionic erau cunoscute anterior, nu era încă clar dacă una sau mai multe gene sunt necesare pentru construirea unui canal de protoni. Cercetările privind percepția gustului acru au arătat acum că familia genelor otopetrinei codifică canalele ionice care transportă protoni prin membrana celulară.
Inițial, această familie de gene a fost identificată ca fiind importantă pentru echilibru: Șoarecii cu mutație în gena Otopetrin1 (Otop1) au fost numiți „înclinați”, deoarece nu pot sta în poziție verticală. Cu toate acestea, funcția proteinei codificate de Otopetrin1 și rolul acesteia în sensul aceleiași fețe nu erau cunoscute. Cu toate acestea, o echipă condusă de Emily Liman, profesor de biologie al USC Dornsife, în timp ce cerceta percepția gustului „acru” a arătat că Otop1 codifică un canal ionic. Acest fapt a oferit, de asemenea, indicii pentru funcția Otop1 în urechea internă și pentru simțul echilibrului.
Percepția gustului „acru” se bazează pe percepția substanțelor acre; aceștia au o concentrație mare de protoni. Prin urmare, ipoteza lui Liman a fost că celulele senzoriale pentru „acid” au canale ionice pentru a transporta protoni în membrana lor celulară. Cu toate acestea, gena corespunzătoare și structura canalului de protoni nu erau cunoscute.
Folosind tehnici genetice moleculare, echipa lui Liman a reușit să identifice gene care sunt exprimate pentru „acru” în celulele gustative, dar nu și în celelalte celule gustative. Membru al echipei a testat genele identificate în acest mod prin introducerea lor în celule fără canale de protoni până când a reușit să identifice una din care s-a format un canal de protoni.
După ce Yu-Hsiang testase deja fără succes trei zeci de candidați, Liman era pe cale să renunțe. „Când Yu-Hsiang mi-a arătat datele despre Otopetrin în laborator, nu-mi venea să cred că am găsit-o în sfârșit - după atâția ani fără succes”, descrie momentul Liman.
Pe lângă Otop1, există și alte două gene înrudite la vertebrate (Otop2 și Otop3). Otopetrinele sunt structural diferite de toate celelalte canale ionice și toate otopetrinele formează canale protonice, sugerând că aceste canale protonice sunt conservate evolutiv. Fiecare dintre otopetrine are o distribuție specifică în multe țesuturi, inclusiv limba, urechea, ochiul, nervii, organele de reproducere și tractul digestiv.
În sistemul vestibular, otopetrina este necesară pentru formarea și funcția otoconiei. Ipoteza cercetătorilor: otopetrinele mențin valoarea pH-ului necesară pentru otoconia formată din calciu. Defectul la șoarecii tlt cu o mutație a genei otopetrin1 se datorează probabil unei neregulări a valorii pH-ului. În percepția gustului, otopetrinele ar putea fi responsabile de percepția acizilor ca parte a gustului „acru”. Până în prezent nu se știe nimic despre funcția canalelor de protoni în alte țesuturi.