Tuning inn i det indre øret

Assisterende Professor Basile Tarchini, Ph. D., arbeider for å forstå de grunnleggende mekanismene bak hårcelleutvikling, med målet om å gjenopprette hørselen etter skade.

hørte du den lyden? I så fall kan du takke stereocilia.

disse små fibrene danner bunter som sitter på toppen av sensoriske hårceller dypt inne i ditt indre øre, og gir dem navnet sitt. Stereocilia er like skjøre og knappe som de er avgjørende for din evne til å høre.

Basile Tarchini, Ph. D.Undersøkelse av indre øreutvikling, med fokus på cytoskelettpolarisering i sensorisk funksjon og hørselstap, med mål om å informere terapier for sensorisk celleregenerering.Basile Tarchini studerer stereocilia, som konverterer lyd til hørsel gjennom komplekse signaloperasjoner med hjernen. Jackson Laboratory (JAX) assisterende professor arbeid har avslørt uventede aspekter av hvordan stereocilia utvikler seg.

Normal indre øre stereocilia vokser i en” trapp ” formasjon, med en kort til høy gradering av hår i bunten, arrangert som barn i et klassebilde. “Denne trapplignende arkitekturen til hårbunten er viktig for å høre og betraktes som instrumental for retnings følsomhet for lydstimuli,” Sier Tarchini.

her, i brede slag, er hvordan du hører. Lydbølger kommer inn i det ytre øret og virvler ned ørekanalen til de når trommehinnen og setter den vibrerende. Tiny mellomøret bein koblet til trommehinnen forsterke lydbølgene og levere dem til den auditive delen av det indre øret, eller sneglehuset.

formet som et sneglehus og fylt med væske, er cochlea delt inn i en øvre og nedre del av en elastisk partisjon kalt basilarmembranen. I dette flytende miljøet blir lydbølgene væskebølger som beveger seg langs basilarmembranen. Inner-øret hårceller på basilarmembranen bokstavelig talt ri disse bølgene.

stereocilien på toppen av hårcellene svinger og bøyer seg i strømmen. “Det er små koblinger mellom stereocilia,” Sier Tarchini, ” knytter den høyeste til den neste høyeste og så videre. Spenning på disse koblingene forårsaker porelignende kanaler på spissen av stereocilia å åpne opp, og ioner rush inn i cellene, og skaper et elektrisk signal.

” Hele denne strukturen fungerer som en bevegelsessensor.”

hørselsnerven bærer det elektriske signalet til hjernen, som gjenkjenner og tolker lyden. Utrolig, hårcellene er arrangert langs basilar membranen som nøklene til et piano, høy til lav: De nær inngangen til sneglehuset er ansvarlig for å oppdage høyfrekvente lyder som fuglesang og de nær sentrum av “sneglen” forstand lavere pitched lyder som langt-off torden.

i et sunt menneskes cochlea håndterer omtrent 16 000 hårceller denne forseggjorte koreografien av lydsignaler, og bare 4000 av dem er sanne lydreseptorer. Til sammenligning har netthinnen i det menneskelige øyet ca 127 millioner fotoreceptorer-stenger og kjegler — for å behandle visuelle signaler.

ikke bare er hårcellene sjeldne, men de er også sårbare for miljøskader. Vedvarende høy lyd fra å jobbe i konstruksjon eller militæret, eller delta på en 1980s hårbånds hyllest konsert, kan drepe hårceller, og noen antibiotika og kreftmedisiner forårsaker også ødeleggelse av hårceller.

Mennesker utvikler sine hårceller veldig tidlig i livet-starter ca 10 uker etter unnfangelsen. Og mennesker, som mus og andre pattedyr, er født med alle hårcellene de noensinne vil få, så når de er tapt, er de borte for godt. På den annen side har fugler, fisk og andre ikke-pattedyr kapasitet til å gjenopprette tapt hørsel gjennom ulike regenerative prosesser.

Arbeide med mus, Forstå den fine arkitekturen av høringarbeid av et team, inkludert Jax Assisterende Professor Basile Tarchini, Ph. D., kaster lys på mekanismen som styrer monteringen av trappemønsteret til hårbunten. Tarchini oppdaget en signalvei som regulerer den karakteristiske korte til høye organisasjonen av stereocilia under utvikling. Hvis denne signalveien er forstyrret, viste han, stereocilia er kortere og jevnere høyde, og dyret er døve. Å forstå de grunnleggende mekanismene bak hårcelleutvikling holder løftet om å låse opp regenereringspotensial hos voksne og gjenopprette hørsel etter skade.

trapporganisasjonen til stereocilia-bunten betyr også at hver hårcelle viser retning, som den magnetiserte nålen til et kompass. I tillegg orienterer nærliggende hårceller sine bunter i konsert, på samme måte som en samling kompasser alle peker mot nordmagnetisk pol. Arbeide med kolleger Ved Rockefeller University, Tarchini viste At Protein Daple koordinerer indre-øret enkeltcelle og organ-wide retningalitetjax, Rockefeller forskerteam viser mus mangler Daple viser utviklingsdefekter i hårceller og bunter.et enkelt protein, Daple, er nødvendig for å forme arkitekturen til stereocilia-bunten i individuelle hårceller og etablere sin samordnede orientering i det omkringliggende organet. I mus som mangler Daple, er hårbunter misdannet og misorientert i et mønster som indikerer både enkeltcelle og organbrede defekter.

Tarchini ble født I Sveits, og fransk er hans morsmål. Han fikk sin B.Sc. Og Ph. D. i biologi ved Universiteteté De Genè Der, som en kandidatstudent, jobbet Han I laboratoriet Av Denis Duboule, en fremtredende professor ved institutt for genetikk og evolusjon. Tarchini fikk deretter et stipend fra Human Frontier Science Program, et prestisjefylt internasjonalt program for forskningsstøtte, og fullførte sitt postdoktorale fellesskap Ved Institut De Recherches Cliniques De Montréal I Canada. Der jobbet han Med Prof. Michel Cayouette hvis laboratoriestudier celle skjebne bestemmelse i netthinnen.

Ny interesse for det indre øret, sammen med en livslang tendens Til å ta den mindre reiste banen, førte Tarchini til å endre sin forskningsvei.

“jeg var bekymret for at retina-prosjektet mitt ikke beveget seg raskt nok og ikke var tilstrekkelig lovende”, minnes han. “Jeg hadde denne ideen å se i et annet organ, og jeg hadde hørt det indre øret var et fantastisk system når det gjaldt cellepolaritet. Men jeg visste ingenting om det indre øret.”

Dette begynte, Sier Tarchini, som en “veldig risikabel og ineffektiv forgang i det indre øret”, og involverte å lære seg teknikker fordi ingen andre i laboratoriet hadde kunnskapen til å trene ham. “Så jeg mistet mye tid, men det viste seg å være en investering i min fremtidige forskning. Jeg var veldig heldig; Michel er en spesielt åpen og hands-off person, og han ga meg frihet og tid til å utforske et annet system.”

flyttingen til å studere det indre øret tillot Tarchini å lykkes med å navigere i den vanskelige situasjonen for enhver postdoktor som startet sitt eget laboratorium etter å ha jobbet i laboratoriet til en etablert forsker. “Til slutt viste dette indre ørearbeidet seg å være veldig interessant, og jeg var i stand til å forlate Cayouette lab og sømløst fortsette den samme forskningen uavhengig, uten å måtte bekymre meg på noen måte om jeg gikk på tærne til min tidligere rådgiver. Og det var fantastisk.”

Tarchinis tidligere mentorer fortsetter Å se Tarchinis fremgang med interesse og stolthet. “Basile er en fantastisk forsker, “sier Cayouette,” og jeg vil si at hans største eiendeler er at han er grundig, grundig og streng i både eksperimentell planlegging og gjennomføring. Basile er også åpenbart veldig intelligent og dedikert. Han lærte seg alt og endte opp med å publisere vakre papirer på cochlea, i en retina lab! Det var veldig imponerende. Jeg har ingen tvil Om At Basile vil fortsette å gjøre viktige bidrag og vil bli ledende på sitt felt.”

” På side 60 Av Sin doktoravhandling, “Duboule relaterer,” Siterte Basile et sitat Fra H. L. Mencken: For hvert komplekst problem er det et svar som er klart, enkelt og feil. Dette sier mye om ham og hans svært høye vitenskapelige standarder — og om hans lille snev av nihilisme også.”

Tarchini ble MED I jax-fakultetet i 2015. Et år senere sikret han sin første føderale forskningsfinansiering, et femårig stipend på 1,9 millioner dollar fra National Institute on Deafness and Other Communication Disorders.

personlig er Alt Om Tarchini presis og målt, fra hans ordnede kontor med utsikt Over Bar Harbour spektakulære Franskmannsbukten til hans dapper utseende (i motsetning til de fleste forskere hans alder, som favoriserer det sporty scruffy-staude grad student utseende). Han kan ha på seg en utsøkt genser strikket av sin kone Dayana Krawchuk, JAX sprudlende forsker-sosiale medier manager. Når de er sammen hun forteller anekdoter og han gir pithy punch lines.

Tarchini er også en dyktig jazzmusiker som en gang vurderte å ta banen til den profesjonelle utøveren i stedet for forskeren. Han har nylig utført på bass på en konsert På Bar Harbor town library MED Jax President Og CEO Edison Liu på piano.

en musiker-forsker som studerer hørsel? Faktisk, Tarchini sier med en latter, “jo eldre jeg blir, jo mer jeg liker stille. Jeg kan ikke stå bakgrunnsmusikk, for eksempel!”

og faktisk beveger hans forskningsinteresser, mens de bor i det indre øret, seg for å inkludere vestibulærsystemet, som ligger rett ved siden av cochlea.

” det indre øret er i utgangspunktet to systemer i ett, auditivt og vestibulært, ” sier han. “Det er noe vi tar for gitt, evnen til å oppleve hvor kroppen vår er i rommet, å gå oppreist, for å fornemme tyngdekraften. Men det er utrolig viktig at det fungerer riktig: ellers kunne du ikke komme deg ut av sengen om morgenen.”

Tarchini har allerede vist at han kan dristig og vellykket skifte sitt forskningsfokus. Følg med for interessante oppdagelser.