Hayvanlar neden uyur? İnsanlar neden hayatlarının üçte birini uyuyarak “boşa harcar?”
Evrim boyunca uyku, sinir sistemine sahip tüm organizmalar için evrensel ve temel bir şey olarak kaldı. Buna sinekler, solucanlar ve hatta denizanaları bile dâhil. Fakat hayvanların sürekli yırtıcı tehdidine rağmen bile uyumasının nedeni bir gizem olarak kalmayı sürdürüyor.
Nature Communications dergisinde yayımlanan yeni bir çalışmaya göre İsrail’deki Bar-Ilan Üniversitesi’nden araştırmacılar uykunun yepyeni ve beklenmedik bir işlevini keşfettiler. Bu işlevin uykunun ve uyku bozukluklarının beyin performansını, yaşlanmayı ve türlü beyin hastalıklarını nasıl etkilediğini açıklayabileceğini düşünüyorlar. Canlı zebra balıklarında 3B zaman atlamalı görüntü tekniklerini kullanan araştırmacılar, tek bir kromozom çözünürlüğünde uykuyu betimlemeyi ve nöronların çekirdeklerini koruyabilmek için uykuya ihtiyaç duyduğunu göstermeyi başardılar. DNA zararına içlerinde radyasyonun, oksidatif stresin ve hatta nöronal etkinliğin bulunduğu birçok süreç yol açabilir. Hücrelerin içindeki DNA onarım sistemleri bu hasarı giderir. Mevcut çalışmalar gösteriyor ki, kromozom dinamiklerinin düşük olduğu uyanık geçirilen süre içinde DNA hasarı sürekli birikiyor ve hatta güvenli olmayan düzeylere tırmanabiliyor.
Uykunun rolü, kromozom dinamiklerini artırmak ve her bir nörondaki DNA hasarı düzeyini normalize etmek. Görünen o ki bu DNA bakım süreci uyanık ve devrede olduğumuz süre içinde verimli olarak gerçekleşmiyor ve beynin girdilerinin azaldığı bir çevrimdışı uyku dönemi gerektiriyor. BarIlan Üniversitesinin Mina ve Everard Goodman Yaşam Bilimleri Fakültesi’nde ve Gonda (Golschmied) Multidisipliner Beyin Araştırmaları Merkezi’nde çalışan Profesör Lior Appelbaum, bu araştırmayı yönetiyor ve “Tıpkı asfalttaki göçüklere benziyor,” diyor. “Yollarda da özellikle gündüzleri, yoğun saatlerde yıpranma meydana geliyor ve onları tamir etmenin en kolay ve verimli olduğu zaman trafiğin az olduğu gece saatleri.”
Appelbaum DNA hasarının birikimine “uyanık olmanın bedeli” diyor. O ve araştırmanın başyazarı doktora öğrencisi David Zada’nın yanı sıra eş yazarlar olan Dr. Tali Lerer-Goldshtein, Dr. Irina Bronshtein ve Profesör Yuval Garini, uykunun nöronlarda çekirdek bakımını pekiştirdiği ve eşgüdüm sağladığı hipotezini öne sürdüler ve bu kuramı kanıtlamaya giriştiler.
Bu keşif, zebra balığı modelinin karakteristikleri sayesinde yapılabildi. Fiziksel şeffaflıkları ve insanınkine benzeyen beyinleri sayesinde zebra balıkları, hücreleri fizyolojik koşullar altında, canlı bir hayvanda incelemek için çok uygunlar. Yüksek çözünürlüklü bir mikroskop kullanarak DNA’nın ve çekirdek proteinlerinin hücre içindeki hareketini balık uyurken ve uyanıkken gözlemlemek mümkün. Araştırmacılar, özellikle de kromozomların vücut uykudayken, geceleri daha hareketli olduğunu öğrenince şaşırdılar. Bu artan etkinlik, DNA hasarını onarma becerisini de artırıyor. Sonuçlar kromozom dinamiklerinin hücrelerin uykuda olup olmadığını anlamanın potansiyel bir yolu olduğunu gösteriyor. Aynı zamanda uykunun onarım etkisinin çekirdek bakımını sağlamak olduğunu akla getiriyor. Profesör Appelbaum, “Uyku, kromozom dinamikleri, nöronal etkinlik, DNA hasarı ve onarımı arasında bir sebep sonuç ilişkisi bulduk ve bunun tüm organizma için geçerli olduğuna dair doğrudan kanıtlarımız var,” diyor. “Uyku, uyanıkken beyinde biriken DNA hasarını azaltma fırsatı tanıyor.”
Araştırmayı sonuçlandırırken, “Çevresel farkındalığın azalma riskine karşılık hayvanlar nöronlarının verimli DNA bakımı yapabilmesi için uyumak zorundalar ve bu da uykunun evrimleşmesinin ve hayvanlar âleminde bu kadar korunmuş olmasının muhtemel sebebi olabilir,” diyor Profesör Applebaum.
Bar-İlan Üniversitesi
