听觉始于弹性分子“弹簧”的拉伸，这些弹簧打开耳朵感觉毛细胞中的离子通道。几十年来，研究人员一直知道这些门控弹簧一定存在，但他们无法找到它们。来自哥廷根大学多尺度生物成像优秀集群（MBExC）的一组研究人员首次发现了这样一个弹簧。他们的发现为我们理解听觉的感知和离子通道的功能提供了新的视角。这些结果刊登在《自然神经科学》上。
当声音传到耳朵时，会引发内部微小的运动。“听觉细胞”借助于一种称为离子通道的特定分子来记录这些运动。听觉细胞有一个通常是关闭的门和一个孔。耳朵内部检测到的运动必须传递到离子通道门以打开它们。这是通过一个门控弹簧来完成的，就像圆珠笔的弹簧一样，具有弹性。当这些门控弹簧被拉伸时，它们拉开通道的门，离子便可以通过通道的孔流入。研究人员已经寻找这些弹簧超过40年。他们在果蝇的耳朵中发现了一个有前景的结构：一个离子通道，除了门和孔，还有一个像圆珠笔弹簧那样螺旋缠绕的区域。因此，研究人员怀疑这个螺旋可能就是门控弹簧。
由哥廷根大学细胞神经生物学系主任马丁·戈普特教授领导的研究小组现在对此进行了测试。“我们的假设是，双倍的螺旋会使门控弹簧的刚度减半。但事实并非如此，”哥廷根大学医疗中心（UMG）的托马斯·埃夫茨博士说，他是两位第一作者之一。研究人员发现，卷曲的螺旋很硬，但通过一个柔性铰链灵活地连接到通道门上。当研究人员将铰链加倍，将两个铰链串联在一起时，打开弹簧的刚度减半，这表明铰链就是门控弹簧。“实际上，我们能够在分子水平上观察到，不是螺旋而是灵活的关节在机械张力下弯曲，”哥廷根马克斯·普朗克多学科科学研究所的贝特·德·格鲁特教授说。“我们怀疑，”同样在哥廷根大学细胞神经生物学系的菲利普·赫尔特博士及共同首席作者说，“打开弹簧隐藏在每个离子通道中，包括人耳中的那些。无论是机械、电气还是化学信号打开离子通道，通道门都必须有弹性悬挂才能打开，并且这种悬挂必须充当门控弹簧。”
这些结果不仅为我们提供了关于听觉过程如何在分子水平上启动的重要新见解，还有助于更好地理解离子通道的基本功能，离子通道是所有细胞的基本组成部分，也是所有感官的基础。
