شناسایی ژنی که چرخه خواب و بیداری را کنترل می‌کند

 زندگی بر اساس یک برنامه ۲۴ ساعته سازماندهی شده است. مرکز این ریتم منظم، ساعت شبانه روزی است، زمان سنجی که تقریبا در هر اندام، بافت و نوع سلولی وجود دارد. زمانی که ساعت نامناسب می‌رود، اختلال در خواب یا انواع بیماری‌ها ایجاد می‌شود. کشف اخیر دانشگاه نورث وسترن می‌تواند به درک چگونگی ارتباط این ساعت با چرخه‌های روزانه کمک کند. تیمی از نوروبیولوژیست‌ها ژن جدیدی به نام Tango۱۰ را شناسایی کرده‌اند که برای ریتم‌های رفتاری روزانه حیاتی است. این ژن در یک مسیر مولکولی درگیر است که از طریق آن ساعت شبانه روزی هسته (چرخ دنده‌ها) خروجی سلولی ساعت (دستگاه‌ها) را برای کنترل چرخه‌های خواب و بیداری روزانه کنترل می‌کند. در حالی که این مطالعه با استفاده از مگس میوه Drosophila melanogaster انجام شد، یافته‌ها پیامد‌هایی برای انسان‌ها دارند. آگاهی از نحوه عملکرد این مسیر می‌تواند منجر به درمان‌هایی برای کمک به مشکلات خواب شود و می‌تواند بیماری‌های انسانی مرتبط با ساعت مانند افسردگی، بیماری‌های عصبی و بیماری متابولیک را روشن کند. دکتر راوی آلادا، کارشناس ریتم شبانه روزی که این مطالعه را رهبری می‌کند، می‌گوید: دانشمندان در مورد «دنده‌های» ساعت چیز‌های زیادی می‌دانند، اما در مورد «دستگاه ها»، جایی که رفتار ایجاد می‌شود، یا ارتباط بین این دو چیز زیادی نمی‌دانند.وی اظهار کرد ما می‌خواستیم زیربنای مولکولی «سیگنال بیدار شدن» روزانه را بهتر درک کنیم که به حیوان هشدار می‌دهد زمان بیدار شدن است. در این مطالعه ما بر روی نورون‌های ضربان‌ساز که چرخه خواب و بیداری را کنترل می‌کنند، تمرکز کردیم و از غربالگری ژنتیکی برای شناسایی ژن‌هایی که نورون‌ها را تنظیم می‌کنند، استفاده کردیم. آلادا استاد ممتاز ادگار سی استانتز در علوم اعصاب و رئیس بخش زیست‌شناسی عصبی در کالج علوم و هنر واینبرگ است. آلادا همچنین معاون مرکز نورث وسترن برای خواب و زیست شناسی شبانه روزی است. علاوه بر آزمایش‌های مگس انجام شده در آزمایشگاه آلادا، تیم نورث وسترن با کیسی دیکمن و متیو مویت از موسسه فناوری نیوجرسی که آزمایش‌های مدل‌سازی محاسباتی را انجام دادند، کار کردند. محققان نورث وسترن تعدادی از ژن‌ها را که فکر می‌کردند می‌توانند برای عملکرد ساعت شبانه‌روزی و رفتار مگس مهم باشند، غربالگری کردند. آن‌ها از طریق این فرآیند ژنی به نام Tango۱۰ را کشف کردند. وقتی آن‌ها این ژن را از بین بردند، مگس ریتم عادی رفتار ۲۴ ساعته خود را از دست داد. برخی از جریان‌های پتاسیم کاهش یافته و احتمالا منجر به نورون‌های بیش فعال و از دست دادن ریتم منظم می‌شود. در شرایط عادی در مگس، سطح پروتئین Tango۱۰ با زمان شبانه‌روزی بالا و پایین می‌رود که می‌تواند فعالیت نورون‌ها را به سمت بالا و پایین تعدیل کرده و به نوبه خود می‌تواند چرخه خواب و بیداری حیوان و رفتار آن را هدایت کند. در مگس‌هایی که فاقد ژن Tango۱۰ هستند، این ریتم روزانه مختل می‌شود. آلادا بیان کرد یافته‌های ما شکاف مولکولی را در درک ما از نحوه کنترل عقربه‌ها توسط چرخ دنده‌های اصلی ساعت پر می‌کند. عنوان مقاله این است که آداپتور E۳ یوبیکوئیتین لیگاز Tango۱۰ ساعت شبانه روزی هسته را به نوروپپتید و ریتم‌های رفتاری مرتبط می‌کند. نویسندگان مشترک، جونگ بین لی و چونگهون لیم، همکاران سابق فوق دکترا در آزمایشگاه آلادا هستند.

ریحانه مقتدری_واحد تحقیق و توسعه آزمایشگاه پاتوبیولوژی نوبل