Neden Uykuya İhtiyaç Duyulduğuyla İlgili Yeni Bir Gizem Çözüldü: DNA Onarım Proteini
Kuşlar yapar. Arılar yapar. İlkel bir sinir sistemi bile olan herhangi bir şey bunu yapar. Uyku çok önemli bir biyolojik evredir, ancak buna tam olarak neden ihtiyacımız olduğu gizemlidir. Şimdi bir araştırma, bulmacanın yeni bir parçasını ortaya çıkardı ve DNA onarımında yer alan bir proteinin uyku zamanı geldiğinde beyne sinyal gönderdiğini buldu.
İyi bir gece uykusu çektiğimizi varsayarsak yenilenmiş hissederek uyanırsınız, ardından saatler geçtikçe yorgunluk artar, ta ki uyumaktan başka bir şey yapamayana kadar. Ve ne kadar uzun süre ayakta kalırsanız, bu ihtiyaç o kadar güçlenir. Bu yorgunluk daha teknik olarak homeostatik uyku basıncı olarak bilinir.
Fakat bu baskının arkasındaki asıl mekanizma nedir? Önceki çalışmalarda, Bar-Ilan Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, nöronların DNA hasarı içerdiğini bulmuşlardır. Bu hasar, normal biyolojik süreçlerin yanı sıra UV ışığı veya radyasyon gibi çevresel faktörlerden de kaynaklanabilir. Vücudun onarım mekanizmaları hasarı düzeltmek için sürekli çalışır, ancak beyin uyanıkken yeterince hızlı yapamazlar. Yetişmek için tek şansları uyku sırasındadır – ekibin, trafiğin daha az olduğu geceleri yoldaki çukurları tamir eden işçilere benzettiği bir süreç.
Yeni çalışma için araştırmacılar, nöronlara verilen DNA hasarının doğrudan homeostatik basıncı harekete geçirip geçirmediğini bulmak için bu süreci daha yakından incelediler. Ekip, bizimkine benzer fakat daha basit bir yapıda beyne sahip olan zebra balığını araştırdı. Kimyasallar, radyasyon ve ışık kullanarak hayvanların nöronlarında DNA hasarına neden oldular ve elbette hasar belli bir noktaya ulaştığında balıklar uyudu. Balıklar uyurken DNA onarıcı proteinlerin daha yüksek aktivitesi tespit edildi ve ekip, erken uyandırılırsa – altı saat uyumadan önce – DNA hasarının etrafta sıkıştığını ve hayvanların gündüz saatlerinde uyumaya devam etme ihtimalinin daha yüksek olduğunu buldu.
Ancak en ilgi çekici bulgu, PARP1 adlı bir protein için yeni bir roldü. DNA onarım sisteminde kilit bir oyuncu olduğu, hasara hızlı bir şekilde yanıt verdiği ve onu düzelten diğer bileşenleri düzenlediği zaten biliniyor. Bu nedenle, PARP1 seviyeleri gün içinde artma ve uyku sırasında azalma eğilimindedir.
PARP1’in aktif olarak beyne uyku sinyali verip vermediğini kontrol etmek için araştırmacılar, zebra balığındaki proteini aşırı eksprese etti ve bunun sonucunda uyku ve DNA onarımını desteklediğini buldu. Bunun tersi de geçerliydi: Ekip PARP1’i inhibe ettiğinde, balıklar uyumaz ve DNA onarımı gerçekleşmezdi.
Araştırmacılar farelerde PARP1’in rolünü araştırmaya devam ettiler ve aktivitesini yeterince inhibe etmenin uykularının süresini ve kalitesini azalttığının kesin olduğu sonucuna vardılar. PARP1’in insanlarda DNA onarım rolüne sahip olduğu bilinse de bu mekanizmanın insanlar için de geçerli olup olmadığını araştırmak için gelecekteki çalışmaların yapılması gerekecektir.
Araştırma “Molecular Cell” dergisinde yayınlandı.
Kaynak: newatlas.com
