Bugüne kadar memelilerde gece-gündüz döngüsünün diğer organlara bildirilmesi görevinin beyin tarafından üstlenilmiş olduğu varsayılıyordu.
Mürekkep balıkları, ahtapotlar, amfibiler, bukalemunlar ve daha birçok hayvan, derisinin rengini bir anda değiştirebiliyor. Bunu gerçekleştiren ve beyinden bağımsız olarak çalışan fotoreseptörler (ışık algılayıcılar), opsin adı verilen bir protein ailesine ait.
Memelilerde de opsin mevcut; bunlar retina üzerinde bol miktarda yer alıyor. Işığa duyarlı olan bu pigmentlerin konik olanları renkli görmemizi, çubuk şeklinde olanları ise karanlıkta çevremizi seçebilmemizi sağlıyor. Önceki çalışmalar memelilerde opsin proteinlerinin göz dışında da var olabileceğini öne sürmüş olsa da, işlevleri konusunda tatmin edici bir bilgi yoktu. Geçtiğimiz ay Current Biology’de yayınlanan bir araştırmaya göre, farelerin kıl diplerindeki bezelerde bulunan ve nöropsin adı verilen bir protein, göz ve beyinden bağımsız olarak hayvanın derisini ışık-karanlık döngüsü ile senkronize ediyor.
Makalenin yazarlarından ve Washington Üniversitesi Tıp Okulu profesörlerinden Ethan Buhr, bu araştırma ilk defa göz dışında yer alan opsin fotoreseptörlerinin işlevsel olduklarını ve memelilerde sirkadiyen ritimleri kontrol ettiklerini göstermiş oldu. Bugüne kadar memelilerde gece-gündüz döngüsünün diğer organlara bildirilmesi görevinin beyin tarafından üstlenilmiş olduğu varsayılıyordu. Ancak Buhr’a göre bu çalışma, hayvan derisinin (daha önce ne işe yaradığı çok bilinmeyen) nöropsinleri kullanarak kendi fotoreseptörlerini kullandığını gösterdi. Bu sayede deri, -bir kapta kültür olarak bağımsız halde yetiştirildiğinde bile- gündüz ve geceyi birbirinden ayırabiliyor: Aynı zamanda Washington Üniversitesi Tıp Okulu optalmoloji kürsü başkanı olan Prof. Russ Van Gelder, “Deri kültürünü Amerika’dan alıp Japonya’ya götürseniz bile [bunu gerçekte yapmıyorlar; koşulları yapay olarak oluşturuyorlar] deri, zaman diliminin değiştiğini düşünüyor ve nöropsin sayesinde yeni saat dilimine adapte oluyor” diyor.
Bu bulgunun tıbbi faydalarının neler olabileceği hala araştırılıyor. Farklı laboratuvarlarda yapılan incelemeler, deri fizyolojisinin önemli bir bölümünün sirkadiyen döngü kontrolünde olduğunu gösteriyor (Örneğin Nobel ödülü sahibi moleküler biyoloğumuz Aziz Sancar’ın ekibi, farelere sabah erken saatte verilen ultraviyole ışınların cilt kanseri açısından akşam saatlerine göre 5 kat daha fazla risk taşıdığını göstermişti; zira cildin DNA hasarlarını onarma yeteneği de sirkadiyen ritim nedeniyle değişiklik gösteriyor).
Ekip şu anda derinin belirli bir ışık tipinde daha çabuk iyileşme
olasılığı olup olmadığını araştırıyor. Cincinnati Çocuk Hastanesi Sağlık Merkezinden araştırmacı Richard Lang, “Çalışma henüz tamamlanmış olmasa da, günün belirli saatlerinde belirli renklerin derinin iyileşmesinde farklı bir etkisi olduğunu düşünüyoruz” diyor. Sirkadiyen ritimlerin tıbbi alanda faydalı olma potansiyeli ise yepyeni bir çalışma alanı oluşturabilir. Günümüzde yapılan çalışmalar, ilaçları sabah ya da akşam almamızın ilaçların etki etme derecelerinde de rol oynayabildiğini göstermekte. Aynı gözlemin dermatolojik ilaçlar için de geçerli olması mümkün.
Bu çalışmada retina fotoreseptörleri olmayan ve işlevsiz melanopsin genine sahip fareler kullanıldı. Normalde retina fotoreseptörleri melanopsin ile birlikte çalışarak beyindeki ilgili bölgeye gündüz mü, yoksa gece mi olduğunu bildiriyor. Bu nedenle deneylerde kullanılan farelerin davranışlarını gündüz-gece döngüsüne göre düzenlemeleri de mümkün değildi. Buna rağmen hayvanların derileri, bulundukları şehrin gündüz-gece döngüsü ile eşitlenmiş halde kalabildi.
Washington Üniversitesi Tıp Fakültesi, Nobelprize.org/Çeviren: Tan Bodur
