Yeni bir matematiksel yaklaşım bazı hayvan hücrelerinin bilinen sirkadiyen veya 24 saatlik biyoritimlere ek olarak 12 saatlik kararlı genetik aktivite döngülerine sahip olduğunu ortaya koydu.

PLOS ONE dergisinde yayınlanan yöntemde gen ekspresyon verilerinin periyodikliği değerlendirilmiş ve sonuçlar diğer hesaplama yöntemleri ile elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmış. Diğer metodların aksine bu yeni yaklaşım sadece yeni biyolojik döngülerin varlığını ortaya koymakla kalmıyor, aynı zamanda 12 saatlik döngülerin 24 saatlik döngülerden bağımsız olarak çalıştığını da gösteriyor. Bu bulgular genlerin zaman içinde nasıl işlev yaptığı, hastalıklarımızı ve sağlığımızı nasıl etkilediği üzerine yeni çalışmalar doğuracağa benziyor.

Sirkadiyen ritimler 24 saatlik bir döngüye sahip fiziksel, zihinsel ve davranışsal değişimler olup çevrenin aydınlık ve karanlık koşulları tarafından belirleniyorlar. En bilinen sirkadiyen döngülerden birisi geceleri uyuyup gündüzleri uyanık olmak. Baylor Tıp Fakültesi'nde moleküler ve hücre biyolojisi bölümünden araştırmacı Dr. Clifford C. Dacso'ya göre bu biyolojik ritimler, hücrede moleküler seviyedeki karmaşık etkileşimlerin yansıması.

24 saatlik ritimlerin yanı sıra başka biyolojik döngülerin de var olduğuna dair kanıtlar da mevcut. Kan basıncı, vücut ısısı, bilişsel performans, bazı dolaşım hormonları, strese verilen tepkiler ve ilaç tedavilerine verilen yanıtlar 12 saatlik ritimleri izliyor gibi görünüyor, ancak bunun biyolojik temeli hakkında bilgimiz henüz çok az.

Dacso ve meslektaşları yeni çalışmalarında farklı bir matematiksel yaklaşım uygulamaya karar vererek Almanya Max-Planck Derneği'nden Prof. Dr. Athanasios Antoulas ile iletişime geçtiler. Antoulas, uzmanlığı elektronik dalgalar ve dijital sinyal işleme olan bir matematikçi ve mühendis. Araştırmacılar Antoulas'ın biyolojik problemleri analiz etmek için elektronik dijital sinyallere uyguladığı yöntemi kullanarak 36 saat boyunca her saat gen ekspresyonu verileri topladılar. Bu yöntemle metabolizma, hücresel stres, hücre yaşam döngüsü ve hücresel solunum gibi çeşitli hücresel süreçlerde rol oynayan 18.000'den fazla fare karaciğer genini analiz ettiler. Antoulas, her bir gen için toplanan her bir veri kümesinde temel döngülerin tespit edildiğini belirterek "24 saatlik sirkadiyen döngüleri doğrulamanın yanı sıra, farklı hesaplama yöntemleri ile tespit edilemeyen ve ekspresyonları 12 saatlik döngüyü takip eden genleri de belirledik" diyor.

Dasco da, 12 ve 24 saatlik döngülerin yakından incelendiği çalışmada bu döngülerin birbirlerinden bağımsız olduğunu ortaya çıkardıklarını, laboratuvar deneylerinde 24-saatlik döngüye sahip genleri devre dışı bıraktıklarında 12-saatlik döngüye sahip genlerin ekspresyonlarının etkilenmediğini gösterdiklerini söylüyor; "tek bir ana bakmak yerine genlerin zamana yayılmış fonksiyonlarına bakarak inflamasyon, strese tepki, proteinlerin kalite kontrolü ve hücreye enerji sağlama gibi temel hücre işlevlerinin belirli döngüleri takip ettiğini ortaya çıkardık. Bu bulgular genlerin insan sağlığı üzerindeki etkilerini yeniden gözden geçirmemize neden olacak" diyor.

Çalışmada yer alan Baylor Tıp Fakültesinden Prof. Dr. Bert O'Malley ise şöyle diyor : "Bu ve benzeri araştırmalarla 24 saatlik bio-ritmi bozmanın metabolizmal hastalıklarına yol açabileceği daha önce de gösterildi. Örneğin, deneysel kanıtlar gösteriyor ki gece ve gündüz vardiyalarında değişimli çalışan insanlar veya denizaşırı seyahatler yapan insanların uyku döngüleri genellikle değişir; ve bu insanlar kilo almaya, metabolizma bozuklukları yaşamaya ve diyabet hastalığına eğilimlidirler. Düzenli olarak sirkadiyen ritmi bozmak doğru olmadığı gibi diğer döngüleri bozmanın da sağlığımızı olumsuz yönde etkileyebileceğini düşünüyoruz".

Kaynak: https://www.sciencedaily.com