İnsan DNA’sında Gizli Kış Uykusu Potansiyeli Olabilir
Kış uykusuna yatan hayvanlar inanılmaz derecede dirençlidir. Aylarca yiyecek veya su olmadan kalabilirler, kasları zayıflamayı reddeder, metabolizmaları ve beyin aktiviteleri yavaşladıkça vücut sıcaklıkları neredeyse donma noktasına düşer. Kış uykusundan çıktıklarında, tip 2 diyabet, Alzheimer hastalığı ve felçte görülenlere benzer tehlikeli sağlık değişikliklerinden kurtulurlar.
Yeni bir genetik araştırma, kış uykusuna yatan hayvanların süper güçlerinin kendi DNA’mızda gizli olabileceğini öne sürüyor ve bu güçlerin nasıl açığa çıkarılacağına dair ipuçları sağlayarak, bir gün nörodejenerasyon ve diyabeti tersine çevirebilecek tedavilerin geliştirilmesine kapı açıyor.
Metabolizma ve obezitenin genetiği
Araştırmacılar, “yağ kütlesi ve obezite (FTO) lokusu” adı verilen bir gen kümesinin kış uykusuna yatan hayvanların yeteneklerinde önemli bir rol oynadığını buldu. İlginç bir şekilde, insanlarda da bu genler var.
Utah Üniversitesi Sağlık Bölümü’nde nörobiyoloji, anatomi ve insan genetiği profesörü ve araştırmanın kıdemli yazarı Dr. Chris Gregg, “Bu bölgenin çarpıcı yanı, insan obezitesi için en güçlü genetik risk faktörü olmasıdır,” diyor. Ancak kış uykusuna yatanlar, FTO lokusundaki genleri kendi avantajlarına yeni şekillerde kullanabiliyor gibi görünüyor.
Ekip, FTO lokusuna yakın olan ve komşu genlerin aktivitesini düzenleyerek onları artıran veya azaltan hibernatöre özgü DNA bölgeleri tespit etti. Araştırmacılar, FTO lokusunun içindeki veya yakınındaki genler de dahil olmak üzere komşu genlerin aktivitesinin ayarlanmasının, hibernatörlerin kışa girmeden önce kilo almalarını ve ardından kış uykusu boyunca yağ rezervlerini yavaşça enerji için kullanmalarını sağladığını tahmin ediyor.
Gerçekten de, FTO lokusunun dışındaki hibernatöre özgü düzenleyici bölgeler, metabolizmayı ayarlamak için çok önemli görünüyor. Araştırmacılar farelerde hibernatöre özgü bu bölgeleri mutasyona uğrattıklarında, farelerin kilolarında ve metabolizmalarında değişiklikler gördüler.
Bazı mutasyonlar, belirli beslenme koşulları altında kilo alımını hızlandırdı veya yavaşlattı; diğerleri ise kış uykusu benzeri bir durumdan sonra vücut ısısını geri kazanma yeteneğini etkiledi veya genel metabolizma hızını artırdı veya azalttı.
İlginç bir şekilde, araştırmacıların tespit ettiği hibernatöre özgü DNA bölgeleri genlerin kendisi değildi. Bunun yerine, bölgeler, yakındaki genlerle temas kuran ve ifadelerini tıpkı bir orkestra şefinin birçok müzisyenin sesini ince ayarlaması gibi artıran veya azaltan DNA dizileriydi.
Bu, kış uykusuna yatanlara özgü tek bir bölgenin mutasyona uğramasının, FTO lokusunun çok ötesine uzanan geniş kapsamlı etkilere sahip olduğu anlamına geliyor, diye açıklıyor U.S. Sağlık’ta nörobiyoloji ve anatomi alanında araştırma bilimcisi ve çalışmalardan birinin baş yazarı olan Susan Steinwand.
“Bu unsurlardan birini -bu küçücük, görünüşte önemsiz bir DNA bölgesini- devre dışı bıraktığınızda, yüzlerce genin aktivitesi değişiyor,” diyor. “Bu oldukça şaşırtıcı.”
Araştırmacılar, kış uykusuna yatanların metabolik esnekliğinin anlaşılmasının, tip 2 diyabet gibi insan metabolik bozuklukları için daha iyi tedavilere yol açabileceğini söylüyor.
“Genlerimizi kış uykusuna yatanlar gibi biraz daha düzenleyebilseydik, belki de bir kış uykusuna yatanın kış uykusundan normal metabolik durumuna dönmesi gibi tip 2 diyabetin üstesinden gelebilirdik,” diyor U.S. Sağlık Üniversitesi’nde biyoenformatikçi ve diğer çalışmanın baş yazarı olan Elliott Ferris.
Kış Uykusunun Düzenlenmesinin Ortaya Çıkarılması
Kış uykusuna olanak sağlayabilecek genetik bölgeleri bulmak, devasa bir DNA samanlığından iğne çıkarmaya benzer bir sorun. İlgili bölgeleri daraltmak için araştırmacılar, kış uykusu için hangi bölgelerin önemli olabileceğini araştırmak üzere birden fazla bağımsız genom teknolojisi kullandılar. Ardından, her tekniğin sonuçları arasında örtüşme olup olmadığını araştırmaya başladılar.
İlk olarak, çoğu memelinin paylaştığı ancak kış uykusuna yatanlarda yakın zamanda değişen DNA dizilerini aradılar. Ferris, “Bir bölge 100 milyon yıldan uzun bir süre boyunca türden türe çok fazla değişmiyorsa ancak daha sonra iki kış uykusuna yatan memelide hızlı ve dramatik bir şekilde değişiyorsa, bunun bizi özellikle kış uykusu için önemli olan bir şeye işaret ettiğini düşünüyoruz” diyor.
Kış uykusunun altında yatan biyolojik süreçleri anlamak için araştırmacılar, farelerde oruç sırasında aktifleşen veya azalan ve kış uykusuna benzer metabolik değişiklikleri tetikleyen genleri test edip tanımladılar. Daha sonra, oruçla tetiklenen bu gen aktivitesi değişikliklerinin merkezi koordinatörleri veya “merkezleri” olarak görev yapan genleri buldular.
Kış uykusuna yatan hayvanlarda yakın zamanda değişen DNA bölgelerinin çoğu, bu merkezi koordinasyon merkezi genleriyle de etkileşime giriyor gibi görünüyor. Bu nedenle araştırmacılar, kış uykusunun evriminin merkez genlerinin kontrollerinde belirli değişiklikler gerektirdiğini düşünüyor. Bu kontroller, gelecekteki araştırmalar için yol gösterici olan DNA öğelerinin kısa bir listesini oluşturuyor.
İnsan potansiyelinin uyanışı
Genomdaki kış uykusuyla ilişkili değişikliklerin çoğu, yeni bir işlev kazandırmak yerine, belirli DNA parçalarının işlevini “bozuyor” gibi görünüyor. Bu, kış uykusuna yatanların metabolizmayı kontrol etme yeteneğinde aşırı esnekliği engelleyecek kısıtlamaları kaybetmiş olabileceğine işaret ediyor.
Başka bir deyişle, insan “termostatının” sürekli enerji tüketiminin dar bir aralığına kilitlenmiş olması mümkün. Kış uykusuna yatanlar için bu kilit ortadan kalkmış olabilir.
Kış uykusuna yatanlar nörodejenerasyonu tersine çevirebilir, kas atrofisinden kaçınabilir, büyük kilo dalgalanmalarına rağmen sağlıklı kalabilir ve gelişmiş yaşlanma ve uzun ömür gösterebilir. Araştırmacılar, bulgularının, metabolik anahtarlarımızdan bazılarını atlatabilirsek, insanların kış uykusuna yatanlara benzer süper güçlere sahip olmak için gereken genetik koda zaten sahip olabileceğini gösterdiğini düşünüyor.
“İnsanların genetik altyapısı zaten mevcut,” diyor Steinwand. “Tek yapmamız gereken bu kış uykusu özelliklerinin kontrol anahtarlarını belirlemek.” Araştırmacılar, bunu nasıl yapacaklarını öğrenerek insanlara benzer bir dayanıklılık kazandırmaya yardımcı olabilirler.
Gregg, “Genomdaki kış uykusuyla bağlantılı bu mekanizmaları anlayarak, yaşa bağlı hastalıklara müdahale etmek ve yardımcı olmak için stratejiler bulma potansiyeli var,” diyor.
“Eğer bu, halihazırda sahip olduğumuz genomda gizliyse, kış uykusuna yatanlardan kendi sağlığımızı iyileştirmek için ders çıkarabiliriz.”
Kaynak: https://medicalxpress.com
İlk İnsanların Uzun Kışlar Boyunca Kış Uykusuna Yatmış Olabileceği Ortaya Çıktı