Washington State Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, hayvanları daha az aktif bir kış haline sokan ve uygun koşullar geri dönene kadar bu durumda tutan bir “kış kilidi” molekül keşfetti. Bu keşif, zararlı böcek kontrolünü iyileştirebilir ve insanlarda mevsimsel sağlık sorunlarının daha iyi anlaşılmasına katkıda bulunabilir.
Araştırmacılar, meyve sineklerini model olarak kullanarak, bu “kış kilidinin” temel bir gen olan ve günlük biyolojik ritimleri düzenleyen sirkadiyen (gündelik) ritim saatindeki mevsimsel değişikliklerden kaynaklandığını buldu. Araştırmalar, timeless olarak bilinen bu genin, alternatif eklemleme adı verilen bir süreçle, aktivite kalıplarını değiştiren ve üremeyi baskılayan kışa özgü bir protein üretildiğini gösterdi. Science Advances dergisinde yayınlanan bulgular, hayvanların mevsimsel çevresel değişikliklere uyum sağlamak için farklı moleküler düzenlemelere sahip birden fazla biyolojik saat versiyonuna ihtiyaç duyabileceğini düşündürmektedir.
“Hayvanların mevsimsel değişikliklere hazırlanmak için çevresel ipuçlarını nasıl kullandığını uzun zamandır biliyoruz, ancak bu bilginin biyolojik saat tarafından tam olarak nasıl entegre edildiğini anlamamıştık. Bulgularımız, saatin kendisinin kış durumuna dönüştürülebileceğini ve hayvanların koşullar uygun olana kadar bu durumda kalmasına yardımcı olan bir sistem oluşturduğunu gösteriyor.”
WSU Veterinerlik Tıp Fakültesi’nin Entegratif Fizyoloji ve Nörobilim Bölümü’nde Yardımcı Profesör olan ve çalışmanın yazarı Sergio Hidalgo.
Hayvanlar, bitkiler ve hatta bakteriler, mevsimsel değişiklikleri öngörmek ve davranışlarını ve fizyolojilerini buna göre ayarlamak için çevresel ipuçlarını kullanır. Bu adaptasyonlar arasında göç, kış uykusu, üreme değişiklikleri ve zorlu koşullara ve gıda kıtlığına dayanmaya yardımcı olan durgunluk dönemleri yer alır.
Bilim insanları, gün uzunluğu ve sıcaklıktaki değişikliklerin bu mevsimsel tepkileri tetiklemede rol oynadığını bilse de, organizmaların bu sinyalleri nasıl entegre ederek mevsimsel davranışı koordine ettiğine dair kesin mekanizmalar büyük ölçüde bilinmiyordu. Sirkadiyen ritim saatinin bu süreçte rol oynadığı şüphesi vardı, ancak bunun mevsimsel zamanlamayı tam olarak nasıl etkilediği belirsizdi.
- Beynin kendi glimfatik taşıma sistemini kullanarak yeni bir gen terapisi stratejisi
- Genom madenciliği aracı, sessiz bir gen kümesinde gizlenen yeni bir antibiyotiği ortaya çıkarıyor
- Bio-Rad, biyofarmasötik kalite kontrolü ve hücre ve gen terapisi iş akışları için QX700 platformuyla uyumlu Vericheck ddPCR kitlerini piyasaya sürüyor
“Yıllardır, saatin temel olarak ‘yaz’ versiyonunu inceliyoruz,” diyor Hidalgo. “Bu çalışma, kışın farklı bir sistem oluşturarak saatin nasıl yeniden yapılandırılabileceğini gösteriyor.”
Hidalgo, benzer mekanizmaların tarımsal zararlılar ve sivrisinekler gibi hastalık taşıyan böceklerde de bulunduğundan şüpheleniyor. Böceklerin mevsimsel zamanlamayı nasıl belirlediğini anlamak, biyolojik süreçlerle müdahaleye yol açarak popülasyonları bozmanın yeni yollarını sağlayabilir.
Bu bulgular aynı zamanda bilim insanlarının insanlarda mevsimsel etkileri daha iyi anlamalarına yardımcı olabilir. Mevsimsel afektif bozukluk ve bazı nörolojik ve psikiyatrik rahatsızlıklar gibi durumların mevsimsel kalıplarla ilişkili olduğu bilinmektedir, ancak bu değişiklikleri yönlendiren biyolojik süreçler hala yeterince anlaşılamamıştır.
Çalışmaya WSU ve Kaliforniya Üniversitesi, Davis’teki araştırmacılar katılmıştır. Eş yazarlara Hidalgo’nun laboratuvarındaki bir mezun öğrencisi ve araştırma stajyeri Audrey Berry ile her iki kurumdan da ortaklar yer almıştır.
Araştırma, Ulusal Sağlık Enstitüleri ve Pew Charitable Trusts tarafından desteklenmiştir.
Kaynak: News-Medical