Nöro devre düzeyinde uyku ve uyanıklık düzenlemesinin aydınlatılmasında ilerleme kaydedilmiştir. Ancak uykuyu düzenleyen hücre içi sinyal yolları ve bu hücre içi mekanizmaların çalıştığı nöron grupları büyük ölçüde bilinmemektedir.
Bilim adamlarının yeni bir araştırması Tsukuba Üniversitesi farelerde ileri genetik yaklaşım kullandı ve beyin hücreleri içinde uykunun uzunluğunu ve derinliğini düzenleyen bir sinyal yolunu ortaya çıkardı.
Özellikle farelerdeki genetik mutasyonları ve bunların uyku düzenlerini nasıl etkilediğini incelediler. Daha sonra farelere yol açan bir mutasyon tespit ettiler. çok daha uzun süre uyumak ve her zamankinden daha derin.
Bilim insanları, hedef genlerin ifadesini sınırladığı bilinen histon deasetilaz 4 (HDAC4) enziminin düşük seviyelerinin bunun nedeni olduğunu keşfetti.
Araştırmanın kıdemli yazarı Profesör Hiromasa Funato şunları söyledi: "HDAC3'ü fosforile eden, SIK3 olarak da bilinen, tuzla indüklenebilir kinaz 4 adı verilen bir proteine odaklandık. Daha önce bu proteinin uyku üzerinde güçlü etkileri olduğunu bulmuştuk."
Bilim adamları, SIK3 olmadığında veya HDAC4 fosforilasyonu engelleyecek şekilde değiştirildiğinde farelerin daha az uyuduğunu buldu. Fareler, HDAC3'ün fosforilasyonunu artıran SIK4'ün daha aktif bir formuna sahip olduklarında önemli ölçüde daha fazla uyudular. Ayrıca SIK1'ü fosforile eden ve eksik olduğunda benzer uyku önleyici etkilere sahip olan başka bir protein olan LKB3'i de keşfettiler.
Araştırmanın eş-kıdemli yazarı Profesör Masashi Yanagisawa şunları söyledi: "Bulgularımız bir sinyal yolunu gösteriyor beyin hücreleri LKB1'den SIK3'e ve ardından HDAC4'e. Bu yol, büyük olasılıkla uykuyu destekleyen HDAC4'ün fosforilasyonuna yol açar; bunun nedeni büyük ihtimalle Uykuyu destekleyen genler".
Bilim insanları bu ağlardaki hangi beyin hücrelerinin uykuyu kontrol ettiğini belirlemek için daha fazla araştırma yaptı. Bu, çeşitli beyin hücresi tipleri ve kısımlarındaki SIK3 ve HDAC4 konsantrasyonlarının değiştirilmesini gerektiriyordu. Bulgular, hipotalamustaki sinyallemenin derin uyku miktarını kontrol ettiğini ve kortikal hücrelerdeki sinyallemenin uyku derinliğini kontrol ettiğini gösterdi. Diğerlerini uyarabilen uyarıcı nöronlar nöronlar, her iki beyin bölgesinde de önemli olduğu bulundu.
Bu sonuçlar uykunun nasıl düzenlendiğine dair önemli bir fikir veriyor; bu da potansiyel olarak uyku bozukluklarının daha iyi anlaşılmasına ve yeni tedavilerin geliştirilmesine yol açabilir.
Dergi Referans:
- Kim, SJ, Hotta-Hirashima, N., Asano, F. ve diğerleri. Uyarıcı nöronlardaki kinaz sinyali, uyku miktarını ve derinliğini düzenler. Tabiat 612, 512-518 (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05450-1
