Almanya’nın Münih kentinde bulunan Ludwig-Maximilians Üniversitesi’nde çalışma yürüten biliminsanları, uyku-uyanıklık döngüsünün, sinapslardaki (sinir hücreleri arasında bulunan ve sinyal iletiminde önemli işlevlere sahip boşluk) protein ve fosforilasyon dinamikleri için ne kadar önemli olduğunu ortaya çıkardı.
Biyolojik saat, insan vücudundaki neredeyse tüm fizyolojik süreçleri kontrol eder; gündüz ve gece gibi günlük tekrarlayan çevresel değişikliklere göre işler. Bu ritmin ve uykunun, beyinde bulunan hücresel düzeydeki moleküler mekanizmaları nasıl etkilediği henüz tam olarak anlaşılmamıştır.
Münih’teki Tıbbi Psikoloji Enstitüsü’nde bir araştırma grubunun başkanı olan Profesör Maria Robles ve ekibi, Science dergisinde yayınlanan son iki makalede, beyindeki sinaptik aktiviteyi düzenlemek için proteinlerde uyku ve uyanıklık döngülerinin nasıl çalıştığını gösteriyor. Maria Robles, “Çalışmamız uyku-uyanıklık döngülerinin, sinaptik fonksiyonların birçok yönünün düzenlemesinde merkezi bir rol oynadığını gösteriyor” dedi. Araştırma grubu, sinapslarda günlük protein ve fosforilasyon dinamiklerini profillemek için kütle spektrometri bazlı kantitatif proteomik teknikleri kullandı. Ekip, sinaptik proteomun, gün boyunca nasıl şekillendiğini ve uyku yoksunluğundan nasıl etkilendiğini araştırdı. Bu çalışmada grup, normal bir günde, birçok kritik sinaptik proteindeki 8.000 fosforilasyonun dörtte birinin iki ana tepe noktası ile salınım yaptığını gösteriyor: Biri uyanma anında ve ikincisi de uykuya dalmadan hemen önce.
Maria Robles, “Bu, sinaptik fosforilasyonun, özellikle uyku-uyanıklık geçişlerinde, sinaptik fonksiyonun düzenlenmesinde önemli bir rol oynadığını gösteriyor” diyor. Bu karakteristik fosforilasyon mekanizması, uyku yoksunluğu sinaptik fosforilasyon ritimlerini neredeyse bütünüyle ortadan kaldırdığından, uyku ve uyanma basıncının birikmesini sağlıyor. Maria Robles, “Çalışmamız, ev sahipliğinden plastisiteye kadar kilit sinaptik süreçlerin, hem uyku hem de uyanma baskısına yanıt olarak geçici olarak düzenlenmiş fosforilasyon olduğunu göstermektedir” diyor. Aynı dergide yayınlanan ikinci çalışmada, Zürih Üniversitesi’nden Steve Brown bir grupla işbirliği içinde, sinaptik proteinlerin ritmik olarak uyku-uyanıklık döngüleri ile şekillendiğini göstermiştir. Özellikle aktivitenin, gün boyunca sinapslarda biriken haberci moleküllerden etkilendiğini gösterdiler. Protein üretimi tamamen uyanma-uyku döngülerine bağlı olsa da haberci moleküller, çoğunlukla biyolojik mekanizmalara cevap olarak sinapslarda hareket eder ve birikir.
Kaynak: https://m.medicalxpress.com/news/2019-10-synaptic-rhythms.html
