Hangolás a belső fülre

Basile Tarcini adjunktus, Ph.D., azon dolgozik, hogy megértse a hajsejtek fejlődésének alapvető mechanizmusait, azzal a céllal, hogy helyreállítsa a hallást a sérülés után.

hallottad ezt a hangot? Ha igen, akkor köszönöm a sztereocilia.

ezek az apró rostok kötegeket alkotnak, amelyek az érzékszervi szőrsejtek tetején ülnek a belső fül mélyén, és megadják nekik a nevüket. A sztereokíliák olyan törékenyek és szűkösek, mint amennyire létfontosságúak a hallás képességéhez.

Basile Tarcini, Ph. D.A belső fül fejlődésének vizsgálata, a citoszkeleton polarizációjának szerepére összpontosítva az érzékszervi funkciókban és a halláskárosodásban, azzal a céllal, hogy tájékoztassa az érzékszervi sejtek regenerációjának terápiáit.Basile Tarcini tanulmányozza a sztereocíliát, amely a hangot hallássá alakítja az agy komplex jelátviteli műveletei révén. A Jackson Laboratory (JAX) adjunktus munkája feltárta a sztereocília fejlődésének váratlan aspektusait.

a normál belső fül sztereocília “lépcsőház” formációban nő, a kötegben rövid-magas szőrszálak vannak elrendezve, mint a gyerekek egy osztályfotón. “A hajkötegnek ez a lépcsőszerű felépítése elengedhetetlen a halláshoz, és instrumentálisnak tekinthető a hangingerekre való irányérzékenység szempontjából”-mondja Tarchini.

itt, nagy vonalakban, így hallja. A hanghullámok belépnek a külső fülbe, és addig kavarognak a hallójáraton, amíg el nem érik a dobhártyát, és rezegnek. A dobhártyához kapcsolódó apró középfül csontok felerősítik a hanghullámokat, és eljuttatják őket a belső fül halló részéhez vagy a cochlea-hoz.

csigahéj alakú és folyadékkal töltött, a cochleát egy felső és alsó részre osztja egy rugalmas Válaszfal, amelyet basilaris membránnak neveznek. Ebben a folyékony környezetben a hanghullámok folyékony hullámokká válnak, amelyek a bazális membrán mentén haladnak. A basilaris membrán belső fül szőrsejtjei szó szerint lovagolják ezeket a hullámokat.

a szőrsejtek tetején lévő sztereocília meginog és meghajlik az áramlásban. “Apró kapcsolatok vannak a sztereocilia között” – mondja Tarchini, ” összekapcsolva a legmagasabbat a következő legmagasabbal stb. Ezeknek a kapcsolatoknak a feszültsége pórusszerű csatornákat nyit a sztereocília csúcsán, és az ionok berohannak a sejtekbe, elektromos jelet hozva létre.

“ez az egész szerkezet mozgásérzékelőként működik.”

a hallóideg továbbítja az elektromos jelet az agynak, amely felismeri és értelmezi a hangot. Bámulatosan, a szőrsejtek a baziláris membrán mentén helyezkednek el, mint egy zongora billentyűi, magas vagy alacsony: A cochlea bejáratához közeliek felelősek a magas hangú hangok észleléséért, mint a madárdal, a “csiga” közepéhez közeliek pedig az alacsonyabb hangú hangok, mint a távoli mennydörgés.

egy egészséges emberi cochleában csak körülbelül 16 000 szőrsejt kezeli ezt a bonyolult hangjelzési koreográfiát, és csak 4000 közülük valódi hangreceptor. Összehasonlításképpen, az emberi szem retinája körülbelül 127 millió fotoreceptorral — rudakkal és kúpokkal — rendelkezik a vizuális jelek feldolgozására.

nem csak a szőrsejtek ritkák, de a környezeti károknak is ki vannak téve. Az építőiparban vagy a katonaságban végzett munka, vagy az 1980-as évekbeli hajzenekar tribute koncerten való részvétel tartós hangos zajai elpusztíthatják a hajsejteket, és egyes antibiotikumok és rákgyógyszerek szintén a hajsejtek pusztulását okozzák.

az emberek nagyon korán fejlesztik ki szőrsejtjeiket-körülbelül 10 héttel a fogantatás után. És az emberek, mint az egerek és más emlősök, az összes szőrsejttel születnek, amit valaha is kapnak, így ha egyszer elvesznek, örökre eltűnnek. Másrészt a madarak, a halak és más nem Emlősök képesek az elveszett hallás helyreállítására különböző regenerációs folyamatok révén.

egerekkel való munka, a hallás finom architektúrájának megértése egy csapat, köztük Jax adjunktus Basile Tarcini, Ph.D., rávilágít arra a mechanizmusra, amely irányítja a hajköteg lépcsőházmintájának összeszerelését. Tarchini felfedezett egy jelátviteli utat, amely szabályozza a sztereocília jellegzetes rövid-magas szerveződését a fejlesztés során. Ha ez a jelátviteli út megszakad, megmutatta, hogy a sztereocilia rövidebb és egyenletesebb magasságú, és az állat süket. A hajsejtek fejlődésének alapvető mechanizmusainak megértése azt ígéri, hogy felszabadítja a felnőttek regenerációs potenciálját és helyreállítja a hallást a sérülés után.

a stereocilia köteg lépcsőzetes felépítése azt is jelenti, hogy minden hajsejt irányítottságot mutat, mint egy iránytű mágnesezett tűje. Ezenkívül a szomszédos szőrsejtek összehangolják kötegeiket, ugyanúgy, ahogy az iránytűgyűjtemény mind az északi mágneses pólusra mutatna. A Rockefeller Egyetem munkatársaival együttműködve Tarcini kimutatta, hogy a fehérje Daple koordinálja a belső fül egysejtű és a szerv egészére kiterjedő irányultságátjax, a Rockefeller kutatócsoport azt mutatja, hogy a Daple nélküli egerek fejlődési rendellenességeket mutatnak a szőrsejtekben és a kötegekben.egyetlen fehérje, a Daple szükséges ahhoz, hogy az egyes szőrsejtekben a sztereocilia köteg felépítését alakítsa ki, és összehangoltan irányuljon a környező szervben. Azoknál az egereknél, ahol hiányzik a Daple, a hajkötegek eltorzultak és rosszul orientáltak egy mintában, amely mind az egysejtű, mind a szerv egészére kiterjedő hibákat jelez.

Tarcini Svájcban született, első nyelve a francia. Megszerezte a B.Sc. és pH. d. a biológiában a Universit de Gen ++ – ban. Ott végzős hallgatóként Denis Duboule laboratóriumában dolgozott, a genetika és evolúció Tanszékének kiemelkedő professzora. Tarcini ezután ösztöndíjat kapott a human Frontier Science programtól, amely egy rangos nemzetközi kutatási támogatási program,és befejezte posztdoktori ösztöndíját a kanadai Institut de recherches cliniques de Montr! – ban. Ott dolgozott Prof. Michel Cayouette, akinek laboratóriumi vizsgálata a sejtek sorsának meghatározása a retinában.

a belső fül iránti új érdeklődés, valamint az egész életen át tartó hajlam a kevésbé megtett útra, arra késztette Tarcinit, hogy megváltoztassa kutatási útját.

“aggódtam, hogy a retina projektem nem halad elég gyorsan, és nem volt elég ígéretes” – emlékszik vissza. “Volt egy ötletem, hogy nézzek meg egy másik szervet, és hallottam, hogy a belső fül egy csodálatos rendszer, amikor a sejtek polaritásáról van szó. De semmit sem tudtam a belső fülről.”

Tarcini szerint ez “nagyon kockázatos és hatástalan behatolásként kezdődött a belső fülbe”, és magában foglalta a technikák tanítását, mert a laborban senki más nem rendelkezett azzal a tudással, hogy kiképezze. “Tehát sok időt veszítettem, de kiderült, hogy befektetés a jövőbeli kutatásomba. Nagyon szerencsés voltam; Michel egy különösen nyitott és kezes ember, és szabadságot és időt adott nekem, hogy felfedezzek egy másik rendszert.”

a belső fül tanulmányozására való áttérés lehetővé tette Tarchini számára, hogy sikeresen navigáljon a saját laboratóriumát elindító posztdoktorok trükkös helyzetében, miután egy megalapozott tudós laboratóriumában dolgozott. “Végül ez a belső fül munka nagyon érdekesnek bizonyult, és elhagyhattam a Cayouette laboratóriumot, és zökkenőmentesen folytathattam ugyanazt a kutatást függetlenül, anélkül, hogy bármilyen módon aggódnom kellett volna, hogy az előző tanácsadóm lábujjaira léptem-e. És ez fantasztikus volt.”

Tarcini korábbi mentorai továbbra is érdeklődéssel és büszkeséggel figyelik Tarcini fejlődését. “Basile fantasztikus tudós” – mondja Cayouette -, és azt mondanám, hogy legnagyobb értéke az, hogy alapos, aprólékos és szigorú mind a kísérleti tervezésben, mind a kivitelezésben. Basile is nyilvánvalóan nagyon intelligens és elkötelezett. Mindent megtanított magának, és végül gyönyörű cikkeket tett közzé a cochleáról, egy retina laborban! Ez nagyon lenyűgöző volt. Nincs kétségem afelől, hogy Basile továbbra is fontos hozzájárulást fog tenni, és vezetővé válik a területén.”

“Ph. D. disszertációjának 60. oldalán “Duboule tárgya” – Idézte Basile H. L. Mencken idézetét: Minden összetett problémára van egy világos, egyszerű és helytelen válasz. Ez sokat elárul róla és a nagyon magas tudományos normáiról — és a nihilizmus enyhe érintéséről is.”

Tarcini 2015-ben csatlakozott a JAX karhoz. Egy évvel később megszerezte első szövetségi kutatási finanszírozását, egy ötéves, 1,9 millió dolláros támogatást a süketség és egyéb kommunikációs rendellenességek Országos Intézetétől.

személyesen, mindent tarcini pontos és mérhető, az ő rendezett iroda néző Bar Harbor látványos Francia öbölben az ő dapper megjelenése (ellentétben a legtöbb tudós az ő korában, akik előnyben részesítik a sportos-ápolatlan-évelő grad diák megjelenés). Lehet, hogy gyönyörű pulóvert visel, amelyet felesége, Dayana Krawchuk kötött, JAX túláradó tudós-közösségi média menedzser. Amikor együtt vannak, elmondja az anekdotákat, ő pedig a velős ütősorokat.

Tarcini szintén kiváló jazz zenész, aki egyszer fontolóra vette a hivatásos előadó útját a tudós helyett. Nemrégiben basszusgitáron lépett fel a Bar Harbor town library koncertjén, a Jax elnök-vezérigazgatójával, Edison Liu-val zongorán.

egy zenész-tudós, aki hallást tanul? Valójában Tarcini nevetve mondja: “minél idősebb leszek, annál jobban szeretem a csendet. Nem bírom például a háttérzenét!”

valójában kutatási érdekei, miközben a belső fülben maradnak, a vestibularis rendszert foglalják magukban, amely közvetlenül a cochlea mellett található.

“a belső fül alapvetően két rendszer egyben, a hallás és a vestibularis” – mondja. “Ez valami, amit természetesnek veszünk, az a képesség, hogy érzékeljük, hol van a testünk az űrben, hogy egyenesen járjunk, hogy érzékeljük a gravitációt. De hihetetlenül fontos, hogy megfelelően működjön: különben reggel nem tudott felkelni az ágyból.”

Tarcini már megmutatta, hogy bátran és sikeresen át tudja helyezni kutatási fókuszát. Maradjon velünk érdekes felfedezésekkel.