Prawidłowa ekspresja i funkcja kilku niekonwencjonalnych miozyn są niezbędne do funkcjonowania ucha wewnętrznego. Mutacje w MYO7A i MYO15 powodują głuchotę u ludzi i myszy. u ludzi i myszy. Podczas gdy mutacje w Myo6 powodują nieprawidłowości ucha wewnętrznego u myszy u myszy, jak dotąd nie stwierdzono głuchoty u ludzi w wyniku mutacji w MYO6. MYO6. W uchu wewnętrznym ssaków występuje co najmniej dziewięć różnych niekonwencjonalnych izozymów miozyny. Miozyna 1 beta, VI, VIIa i prawdopodobnie XV ulegają ekspresji w pojedynczej komórce ucha wewnętrznego, komórce włoskowatej. Izozymy izozymy miozyny wyrażane w komórce włoskowatej mają unikalne domeny ekspresji a w niektórych obszarach, takich jak naszyjnik okołokomórkowy, kilka domen nakłada się na siebie. Sugeruje to, że wszystkie te miozyny mają unikalne funkcje i że wszystkie są indywidualnie ukierunkowane w komórce włosa. Mysz okazuje się być użytecznym organizmem modelowym do badania zarówno ludzkiej głuchoty, jak i wyjaśniania normalnych funkcji niekonwencjonalnych miozyn. funkcji niekonwencjonalnych miozyn in vivo. --- Izozymy miozyny są niezbędne dla komórek rzęsatych, komórek czuciowych ucha wewnętrznego. ucha wewnętrznego. Ponieważ członek podrodziny miozyny-I może pośredniczyć w adaptacji transdukcji mechanoelektrycznej, zbadaliśmy ekspresję wszystkich ośmiu izozymów miozyny-I w nabłonku słuchowym i przedsionkowym gryzoni. Używając RT-PCR, znaleźliśmy ekspresję trzech izozymów, Myo1b (znanej również jako miozyna-Ia lub myr 1). Myo1c (miozyna-Ib lub myr 2) i Myo1e (myr 3). Dla kontrastu, Myo1a (miozyna szczotkowa-I), Myo1d (miozyna lg lub myr 4). Myo1f, Myo1g i Myo1h były mniej łatwo amplifikowane. Ponieważ analiza sekwencji wykazała, że produkty produkty RT-PCR kodowały odpowiednie izozymy, stanowi to pierwsze demonstracja ekspresji wszystkich ośmiu genów mysiej miozyny-I. Używając immunocytochemii z przeciwciałami selektywnymi wobec izozymów, stwierdziliśmy, że Myo1b był znajduje się na wierzchołkowych powierzchniach komórek podporowych, które otaczają komórki włoskowate w nabłonka słuchowego postnatalnych szczurów. W nabłonku przedsionkowym Myo1b był obecny w pierścieniu w obrębie wierzchołkowego bieguna komórki włoskowatej. W obu przypadkach ekspresja była widoczna tylko bezpośrednio po urodzeniu. Myo1e znaleziono w komórkach włoskowatych nabłonka słuchowego i przedsionkowego; izozym ten był wzbogacony w płytkę aktynowej siatce, która zakotwicza stereocilia. Myo1c został znaleziony w w stereociliach komórek włoskowatych, koncentrując się w kierunku ich końców; potwierdziliśmy tę lokalizację potwierdziliśmy tę lokalizację, stosując wektory adenowirusowe do bezpośredniej ekspresji białka fuzyjnego GFP-Myo1c białko fuzyjne; to białko fuzyjne zlokalizowane w błonie plazmatycznej, często koncentrując się na końcówkach stereociliary. Myo1c pozostaje zatem izozymem miozyny najlepiej zlokalizowanym do przeprowadzania adaptacji przetwornika. --- Komórki włoskowate ucha wewnętrznego są uszkadzane przez intensywny hałas, starzenie się i antybiotyki aminoglikozydowe. antybiotyki aminoglikozydowe. Gentamycyna powoduje oksydacyjne uszkodzenie komórek włoskowatych, indukując apoptozę. U ssaków utrata komórek rzęsatych powoduje trwały deficyt słuchu i równowagi. słuchu i równowagi. W przeciwieństwie do tego, ptaki mogą regenerować utracone komórki włoskowate, aby przywrócić funkcje słuchowe i przedsionkowe. W niniejszym badaniu zbadano zmiany miozyny VI i miozyny VIIa, dwóch niekonwencjonalnych miozyn, które są krytyczne dla tworzenia i funkcjonowania komórek włoskowatych, podczas ich śmierci i regeneracji. regeneracji. Podczas późnych etapów apoptozy, uszkodzone komórki włoskowate są wyrzucane z nabłonka czuciowego. Zaobserwowano 4-5-krotny wzrost intensywności znakowania intensywności znakowania obu miozyn i redystrybucję miozyny VI do wiązki stereocilii, jednocześnie do wiązki stereocilii, równolegle z wyrzutem. Zaobserwowano dwa oddzielne mechanizmy zaobserwowano podczas regeneracji komórek włoskowatych. Proliferujące komórki podporowe rozpoczęły syntezę DNA syntezę DNA 60 godzin po leczeniu gentamycyną i osiągnęły szczyt po 72 godzinach po leczeniu gentamycyną. Niektóre z tych mitotycznie produkowanych komórek zaczęły różnicować się w komórki włoskowate w 108 godzin po gentamycynie (36 godzin po podaniu bromodeoksyurydyny (BrdU)), co wykazano przez kolaborację miozyny VI i BrdU. Miozyna VIIa nie ulegała ekspresji w nowych komórkach włosowatych aż do 120 godzin po podaniu gentamycyny. Co więcej, populacja komórek podporowych wyrażała miozyny VI w 78 godzin po leczeniu gentamycyną i miozyny VIIa w 90 godzin. Komórki te nie znakowały BrdU i różnicowały się zbyt wcześnie, aby być pochodzenia mitotycznego. pochodzenia mitotycznego, co sugeruje, że powstały w wyniku bezpośredniej transdyferencjacji komórek komórek podporowych w komórki włoskowate. --- Aby zrozumieć, w jaki sposób komórki różnie wykorzystują dziesiątki izozymów miozyny obecnych w każdym genomie w każdym genomie, zbadaliśmy dystrybucję czterech niekonwencjonalnych izozymów miozyny w uchu wewnętrznym, tkance, która jest szczególnie zależna od struktur bogatych w aktynę i niekonwencjonalnych izozymów miozyny. i niekonwencjonalnych izozymów miozyny. Spośród czterech izozymów, każdy z innej klasy z innej klasy, trzy ulegają ekspresji w komórkach włosowatych płazów i ssaków. W stereociliach, zbudowanych z usieciowanych filamentów F-aktyny, miozyna-Ibeta występuje głównie w pobliżu końców stereocilii. znajduje się głównie w pobliżu końcówek stereocilii, miozyna-VI jest w dużej mierze nieobecna, a miozyna-VIIa kolokalizuje z wiązaniami krzyżowymi, które łączą sąsiednie stereocilia. W płytce kutikularnej, siatce włókien aktyny, miozyna-Ibeta jest wykluczona, miozyna-VI jest skoncentrowana i obecne są niewielkie ilości miozyny-VIIa. Te trzy izozymy miozyny są wykluczone z innych domen bogatych w aktynę, w tym obwodowego pasa aktyny i korowej sieci aktyny. Członek czwartej klasy klasy, miozyna-V, nie ulega ekspresji w komórkach włoskowatych, ale jest obecna na wysokim poziomie w aferentnych komórkach nerwowych, które unerwiają komórki włoskowate. Znaczne ilości miozyny Ibeta, -VI i -VIIa znajdują się w naszyjniku okołonaczyniowym, który jest w dużej mierze wolny od F-aktyny, wciśnięty między (ale nie związany z) aktyną aktyną płytki kutikularnej i pasem obwodowym. Nasze wyniki lokalizacji sugerują specyficzne funkcje dla trzech izozymów miozyny komórki włosa. Jak sugerowano wcześniej, miozyna-Ibeta prawdopodobnie odgrywa rolę w adaptacji; stężenie miozyny-VI w płytkach w płytkach kutykularnych i powiązanie z korzonkami stereociliary sugerują, że ten izozym izozym uczestniczy w sztywnym kotwiczeniu stereocilii; i wreszcie, kolokalizacja z wiązaniami krzyżowymi między sąsiednimi stereociliami wskazuje, że miozyna-VIIa jest wymagana dla integralności strukturalnej wiązek włosów.
Które izozymy miozyny znajdują się w naszyjniku okołokomórkowym komórki włosa?
Komórka włosa znajduje się w uchu wewnętrznym, tkance, która jest szczególnie zależna od struktur bogatych w aktynę i niekonwencjonalnych izozymów miozyny. W obrębie naszyjnika okołokomórkowego, domeny komórki włosa, znajdują się pewne niekonwencjonalne izozymy miozyny, a mianowicie miozyny-Ibeta, miozyny-VI i miozyny-VIIa.