Bu konu oldukça geniş olup,bunun çevresinde, son yıllarda değişik araştırmacı gruplarınca çok sayıda araştırmalar yapılmıştır. Dahası, sadece Sh gen’i için kalınca bir kitap yazma olanağı vardır.. Biz burada, konuya bir köşesinden değinmekle yetinmek zorundayız.
Bu çalışmalardan, bizce en çarpıcı olanı Wisconsin Üniversitesi Madison Tıp Okulunda Chiara Cirelli ile ark. larının yaptıkları araştırmalar sonuncu vardıkları buluştur. Grubun yaptığı çalışmanın sonuçları, Nature dergisi Nisan 2005 sayısında yayınlandı.
Buna göre, insanların günde sadece üç saat uyuyarak düzenli, aksaklığa uğramadan bir yaşam sürme olasılığı olup olmadığını araştıran bilim adamları, Drosophila Melanogaster‘ ler (meyva sinekleri) üzerinde yaptıkları bu çalışmaları sırasında, yolları üzerinde uykunun kimyasını etkileyen bir gen’ e ulaşmış oldular. Buldukları gen’e Shaker ya da Sh (sallanan) adını verdiler. Çünkü Sh gen’i mütasyona uğratılınca meyva sineklerinde değişik, örnek dışı davranışa neden oluyordu. Bunlardan biri, ether aneztezisi altında sineklerin bacaklarında görülen sallama hareketiydi. Gen’in adı buradan gelmektedir. Ancak mütasyondan sonra, anastezi almamamış sineklerde de sapkın hareketler gözlenmektedir.
Sh gen’i, X kromozomu üzerinde yer alır. Bu genin üç kardeşi daha vardır. Bunlar Shal, Shab, Shaw olarak adlandırılır. Drosophila’da, geçici alt tip potassium kanalı (Shaker + Shal) ile gecikmiş düzeltici alt tip (Shab + Shaw) homolog genler olarak kodlanmıştır. Bunlar memelilerde de vardır. Her Drosophila potassium-kanalı gen’i, memelilerde çok genli bir alt familya olarak temsil edilebilir.
Bu keşif, bazı insanların gece geç saatlere kadar uyanık kalabilmeleri ile bazılarının çok erken saatlerde uykuya dalıp gene çok erken saatlerde uyanıyor olmalarının nedenini genler yoluyla açıklamış oluyor.
Wisconsin – Madison Üniversitesinde çalışan bilim adamları, ilk kez tek bir genin uyku üzerindeki etkisinin kanıtlandiğini söylüyorlar. Uzmanlar, bu araştırmanın beynin kimyasal yapısının değil beyindeki potassium kanallarını etkileyerek, yeni bir bileşim oluşturma olanağının sunduğunu anlatıyorlar.
Bu projeyi yürüten bilim adamları, vücutta bulunan bu gen yüzünden uzun uykuya olan gereksinimin de ortadan kaldırılabileceğini öne sürüyorlar. Araştırma sonucuna göre, Drosophila Melanogaster de tıpkı insanlar gibi günde altı ya da oniki saat uykuya gereksinim duyuyor. Yeterince uyuyamadıkları zaman, insanlar gibi stress belirtileri gösteriyorlar. Ancak, bu gen’lerinde yapılan değişiklik (mutation) ile sinekler bir kaç saatlik uykuyla bile günlerini stressiz olarak geçirebiliyorlar.
Bununla birlikte, az uyuyan sinekler normal sinekler kadar uzun süre yaşayamıyor. Normal yaşam süreleri 3 ya da 4 ay olan meyva sineklerinin mütantlarının yaşamları 2 hafta daha kısa olmuştur. Demek ki yaşam süreleri 1/6 oranında azalmıştır.
Yapılan 9 000 dolayındaki testlerde, bu sineklerin normal sineklerden farklı davranmadıklarının ortaya çıkmasıyla, bilim adamları elde edilen sonuçların insanlara da uyarlanma olasılığını gündeme getirdiler.
Ne var ki, uyku gen’i üzerinde yapılacak mütasyonun, sineklerde olduğu gibi, insanlarda da yaşam süresini kısaltıp kısaltmayacağı konusu tartışmaya açıktır. Bilindiği gibi, doğal yaşamlarında uyku süreleri azalmış kişiler, yaşamlarının da sonuna yaklaşırlar. Ayrıca uyku sırasında huzursuz bacak sendromunun (restless leg) ortaya çıkabileceği akla geliyor. Bunlar, uyku geni mütasyonu yönteminin, insanlara uygulanması için sakıncaları oluşturur. Dolaylı olarak, konu çevresinde şimdiden fazlaca heyecan göstermemek gerektiği düşüncesindeyiz.
Shaker gen’i, beyin nöronları hücre zarı üzerine etkili olarak, potassium kanallarının açılıp kapanmasını denetler. Böylece hücre içine, hücre-dışı ortamdan potassium girişinde etkili olur.
Araştırma ekibinin başı olan C. Cirelli altını çizerek şunları söylüyor :
“İnsanların da aynı türde genleri ile potasyun kanalları vardır. Biliyoruz ki beyindeki yavaş dalgalar, nöronların hücre zarları uyarılmasıyla ortaya çıkmaktadır”.
“Potassium değişikliklerinin insanda uyku üzerine çok büyük etkisi olabilir”.
Bunun dışında, Stanford Üniversitesinden Dr. Emmanuel Minot başkanlığında bir grup araştırıcı, narkolepsi adındaki uyku bozukluğuna neden olan bir gen’i tanımlamışlardır.
Bu güne kadar bu gen, köpekler ile fareler üzerinde araştırıldı. Fakat araştırrıcılar, benzeri kusurlu bir gen’in narkolepsili hastalarda da bulunduğuna inanıyorlar.
Hipocretin receptor 2 adıyla anılan bu gen, bir hücrenin öteki hücrelerden gelen bildirileri almasını sağlar. Bu gen değişime (mutation) uğradığında, hücre iletileri almada yanılgıya düşer. Öyle ki, bunları anlamada zorlanarak önemli olan yönlendirici buyruklara, örnekse uyanma ya da uyanık kalma gibi uyaranlara ulaşamaz. Böylelikle narkolepsi ortaya çıkmakltadır.
Ayrıca, Harvard Üniversitesine bağlı Massachusetts Hastanesi pediatri profesörü Steven Reppert ile ekibi, fare ile insanda beynin derinliklerinde iş gören yedi gen buldular. Bu genler, gece ile gündüz olduğuğuna göre uyku – uyanıklık dönemlerini otomatik olarak yöneten proteinlerin bireşimlerini (sentezini) sağlıyordu.
——————————————————————————
İlgili Makaleler :
Cirelli C., Bushley D., Hill S., Huber R., Kreber R., Ganetzky B., Tononi G. : Reduced sleep in Drosophila Shaker mutants. Nature, 2005, 434 : 1087 – 1092
Lin, L., Faraco.J., Li, R., Kadatoni, H., Rogers, W., Lin, X., Qui, X., de Jong.,P.J..,Nishino, S., and Emmanuel Minot :
The sleep disorder canine narcolepsy is caused by a mutation in the Hypocretin (Orexin) Receptor 2 Gene.
Cele Press, 1999, Vol.98, pp 365 – 376.
Yuan Q, Metterville D, Briscoe AD, Reppert SM (2007). Insect cryptochromes: Gene duplication and loss define diverse ways to construct insect circadian clocks. Mol Biol Evol. 2007 Jan 22; [Epub ahead of print]
Reppert, S.M. (2006) A colorful model of the circadian clock. Cell 124:233-236.
Zhu, H., Yuan, Q., Froy, O., Casselman, A., Reppert, S.M. (2005) The two CRYs of the butterfly. Curr. Biol. 15:R953-R954.
Sauman, I., Briscoe, A.D., Zhu, H., Shi, D., Froy, O., Stalleichen, J., Yuan, Q., Casselman, A., Reppert, S.M. (2005) Connecting the navigational clock to sun compass input in monarch butterfly brain. Neuron 46:457-467.
Reppert, S.M., Zhu, H., White, R. (2004) Polarized light help monarch butterflies navigate. Curr. Biol. 14: 155-158.
Froy O, Gotter AL, Casselman AL, Reppert SM. (2003) Illuminating the circadian clock in monarch butterfly migration. Science 300:1303-1305.
———————————————————————————-
