Kış Uykusunun Gizli Şifa ‘Süper Güçleri’ DNA’mızda Saklı Olabilir

Aylar boyunca yemek yemeden, su içmeden ve hareket etmeden geçiren hibernasyon halindeki memeliler, aşırı fizyolojik değişikliklerden sonra hızlıca toparlanmak zorunda kalırlar. İki yeni çalışma, bu inanılmaz direncin ardındaki genetik “süper güçlerin” insan genomunda da bulunabileceğini öne sürüyor.

31 Temmuz Perşembe günü Sciencedergisinde yayınlanan bu çalışmalarda, Utah Üniversitesi’nden araştırmacılar, hibernatörlerin kas erimesi, insülin direnci ve beyin hasarından hızla toparlanmalarına yardımcı olan spesifik DNA bölgelerine odaklandı. Bu genetik bölgelerin, hibernatör adaptasyonları için kontrol anahtarları olarak işlev gören insan genomunda da bulunduğuna dair kuvvetli kanıtlar bulundu. Araştırmacılar, bu bölgeleri bulup kullanabilmenin, tip 2 diyabet, Alzheimer hastalığı ve diğer bozukluklar için yeni tedaviler geliştirebileceğini söylüyor.

“İnsanlar zaten genetik çerçeveye sahip,” diyor U of U Sağlık’ta nörobiyoloji ve anatomi araştırmacısı ve çalışmalardan birinin başyazarı Susan Steinwand. “Sadece bu hibernatör özelliklerinin kontrol anahtarlarını belirlememiz gerekiyor.”

Hibernasyon sırasında memeliler, fizyolojik bir uyku hali olan torpor evresine girerler. Bu, aylarca yiyecek ve su olmadan yaşamalarını sağlar, ancak sağlıklarına büyük bir bedel ödetir. Kasları, beslenme ve hareket eksikliği nedeniyle zayıflar; beyinlerinde Alzheimer hastalığı ile ilişkilendirilen protein birikimleri oluşur; uyanma sonrası kanın ani yeniden dolması daha fazla nörolojik zarara neden olabilir. Dahası, açlık sırasında kazandıkları yağ miktarından dolayı insülin direnci gelişir.

Hibernasyon yapan memeliler, bu geniş kapsamlı fizyolojik hasarı tersine çevirmek için olağanüstü adaptasyonlar geliştirmiştir. Bu adaptasyonların altında yatan genlerin muhtemelen insanlarda ve diğer hibernasyon yapmayan canlılarda da bulunduğunu açıklıyor Gregg. Hibernasyonun birçok hayvan türünde bağımsız olarak gelişmiş olması, temel genetik bileşenlerinin tüm memeli genomunda bulunduğunu düşündürüyor. Dolayısıyla, hibernasyon yapmayanlar bile bu genlere sahip olabilir.

“Çoğunlukla hepimiz aynı genlere sahibiz,” diyor Gregg. “Büyük değişim, gen kodlamayan genomun %98’inde.” Gen kodlamayan DNA, gen düzenlemesi için büyük ölçüde sorumludur. Hibernatörlerde, bu DNA’nın belirli bölümleri, açlık ve yeniden beslenmeye karşı fonksiyonel gen tepkilerini kontrol eden ‘anahtar’ işlevi görür.

Memeli genomunda bu anahtarları bulmak, DNA saman yığınında iğne aramaya benzetilebilir. Bu amacı gerçekleştirmek için araştırmacılar, memeliler arasında tüm genomları karşılaştırarak, hibernatörlerde hızlanmış değişimler gösteren ancak çoğu türde istikrarını koruyan DNA bölgelerini belirlediler. Bu hızlanmış hibernatör bölgeleri, spesifik hücrelerde belirli zamanlarda genleri aktive eden düzenleyicilerdir.

Bu hızlanmış hibernatör bölgeleriyle ilişkili biyolojik süreçleri anlamak için araştırmacılar, farelerde açlık sırasında aktif hale gelen veya pasif hale gelen genleri belirlediler. Hibernasyon, gıda kıtlığına dayanacak şekilde geliştirilmiş bir adaptasyon olduğundan, açlık benzer metabolik değişiklikleri tetikler. Bu, açlık tetikli gen aktivitelerinde değişimleri kontrol eden ‘önemli hub genlere’ ulaştırdı araştırmacıları.

“Gerçekten heyecan verici ve şaşırtıcı bir keşif, hibernasyon bağlantılı unsurların, bu önemli hub genleri orantısız bir şekilde etkilediğiydi,” diye açıklıyor Gregg. “Bu, hibernatörlerin bu temel hub genlerin düzenlemesini ve aktivitelerini değiştirdiğini ve bu da açlık ve beslenme yoksunluğuna tepki gösteren bütün program üzerinde büyük bir aşağı yönlü etkiye sahip olduğunu ima ediyor. Bu bilgi gerçeğe nasıl çevrilebilir konusunda önemli olacaktır.”

Gregg, Primordial AI adlı ve Utah merkezli bir biyoteknoloji startup’ı olan bir şirketin kurucularından biridir. Bu şirket, AI kullanarak ana düzenleyici gen hedeflerini ortaya çıkarmaya çalışıyor. Gregg, bu şirket aracılığıyla hibernatörlerin sahip olduğu genetik avantajları taklit eden ilaçlar geliştirmeyi, örneğin Alzheimer hastalarında nöroproteksiyonu arttırmayı veya tip 2 diyabetikler için insülin direncini tersine çevirmeyi hedefliyor.