Soğuk Hissini Almamızı Bu Protein Sağlıyor
Geçtiğimiz hafta içinde Cell‘de yayımlanan yeni bir çalışma ile araştırmacılar, bize kışın geldiğini bildiren ve soğuk hissini algılamamızı sağlayan bir proteini tespit etti.
Bilinen ilk soğuk-algılayıcı protein olarak kayıtlara geçen ve soğuk hava ve/veya ortam koşullarında soğuk ile temasa tepki üreten protein University of Michigan Life Sciences Institute (Yaşam Bilimleri Enstitüsü) araştırmacısı ve çalışmanın başyazarı Shawn XU ve ekibi tarafından başarı ile tanılandı.
Oldukça iyi biliyoruz iki derideki sinirler soğuğu hissedebiliyor. Ancak Xu’nun açıklamasına göre şimdiye kadar hiç kimse tam olarak nasıl soğuğu hissettiğimizi belirleyememişti. Çevre sıcaklığı rahatsız edici ve tehlikeli seviyelere indiği zaman duyu sinirlerinin zarlarının üzerine konuçlanmış olan reseptör proteinler bu değişimi alır ve beyinde bu bilginin işlenmesi için ilk adımı atmış olur.
Bu sistem, insanlardan milimetrelerle ölçülen minik kurtçuklara kadar tüm organizmalarda geçerli. Hali hazırda Xu’nun laboratuvarında da çalışmadaki konu mankeni olarak bu ikinci hayvan grubu olan Caenorhabditis elegans model sistem gibi kullanıldı.
Tıpkı bizler gibi soğuk bir ortama girdiklerinde veya bırakıldıklarında daha sıcak bir ortam arayışında olmaları ve bulundukları soğuktan uzaklaşmak istemeleri bakımından çok benzer olan C. elegans‘lar, dahası iyi haritalanmış basit genomlarının olması, kısa yaşam süreleri nedeni ile duyusal tepkileri çalışmak için çok iyi bir model sistem olarak karşımıza çıkıyor.
Daha önce soğuk hissini algılamamızı sağlayan reseptörler ile ilgili çalışmalar başarılı olamamıştı çünkü Xu’ya göre bu deneyler çoğunlukla duyularla ilgili spesifik gen gruplarına odaklanıyor ve asıl proteini gözden kaçırıyordu. C. elegans‘ın basit genomu sayesinde binlerce rasgele genetik varyasyonu tarayarak kurtçukların soğuğa karşı tepkilerini değiştiren geni tanılamaya çalışan araştırmacılar önemli bulgular elde etti.
Glutamat reseptör geni glr-3‘teb mahrum olan kurtçukların 18 santigrat derecenin altına düşen sıcaklıklara tepki vermediği tespit edildi. GLR-3 reseptör proteinin üretiminden sorumlu olan bu genin ve proteinin yokluğunda kurtçuklar soğuğa karşı duyarsızlaşıyor ve dolayısıyla bu proteinin soğuk algılamak için zorunlu bir etken olduğu anlaşılmış oluyor.
Dahası glr-3 geni, evrimsel süreçte türler arasında korunarak insanların da içinde bulunduğu yüksek gruplara kadar ulaşmış. Öyle görünüyor ki, bu proteinin omurgalı versiyonu da bizlerin soğuk hissetme reseptörü olarak işlev görüyor.
Bunu anlamlandırabilmek için bilim insanları bu omurgalı versiyonunu glr-3 geni olmayan ve dolayısıyla soğuğa karşı hassasiyeti olmayan mutant kurtçuklara verdi ve soğuk duyumsama yetilerini geri kazandıkları tespit edildi. Memelilerin soğuğa duyarsız hücrelerine de laboratuvar ortamında kurtçuk, zebra balığı, insan ve farelerden alınan genleri eklendiğinde genin tüm versiyonlarının soğuk duyarlılığını giderdiği tespit edildi.
Genin farelerdeki versiyonu, GluK2 (for glutamate ionotropic receptor kainate type subunit 2) beyinde kimyasal sinyalleri iletme rolüyle bilinmektedir. Buna karşın, araştırmacılar aynı genin aynı zamanda farelerde duyu sinirleri grubunda da aktif olduğu ve sıcaklık gibi çevresel uyaranları derideki sinir uçlarından algılanmakta rol aldığını tespit etti.
GluK2 proteini sentezi engellendiğinde farelerin soğuğu algılama yetileri de baskılandı. Bu bağlamda bulgular, memelilerde GluK2 proteininin soğuk reseptörü olarak işlev gördüğüne ve çevresel sinir sistemi (PNS) dahilinde görev aldığını net biçimde gösteriyor.
Kaynak ve İleri Okuma
Jianke Gong, Jinzhi Liu, Elizabeth A. Ronan, Feiteng He, Wei Cai, Mahar Fatima, Wenyuan Zhang, Hankyu Lee, Zhaoyu Li, Gun-Ho Kim, Kevin P. Pipe, Bo Duan, Jianfeng Liu, X.Z. Shawn Xu. A Cold-Sensing Receptor Encoded by a Glutamate Receptor Gene. Cell, 2019; https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0092867419308335
Emily Kagey, Univerrsity of Michigan Michigan News Website, This protein is how creatures sense cold, researchers discover—and it’s found in organisms ranging from tiny worms to humans, 29 Ağustos 2019, https://news.umich.edu/this-protein-is-how-creatures-sense-cold-researchers-discover-and-its-found-in-organisms-ranging-from-tiny-worms-to-humans/
BilimFili.com: "Soğuk Hissini Almamızı Bu Protein Sağlıyor"
https://bilimfili.com/soguk-hissini-almamizi-bu-protein-sagliyor/
Biyolojik Gelişmeler
-
Arkeologlar Korunmuş İnsan Beyinleri Bulmaya Devam Ediyor
-
Yapay Zeka istilacı Asya eşekarılarını tespit etmeye yardımcı oluyor.
-
Avustralya fosili, fotosentezin en az 1,75 milyar yıl önce evrimleştiğini öne sürüyor
-
Böcek kanatlarının solungaçlardan evrimleştiğine dair yeni kanıtlar
-
Denizyıldızının Başı Neresi? Tahmininiz Büyük İhtimalle Yanlış
-
Biyoloji bölümü seçenler ve biyolojiye ilgi duyanlar için bazı öneriler
-
Canlıların Gizemli Dünyasını Keşfetmek: Biyologların Gözüyle Doğa, Genetik ve Evrim
-
Biyolojik ve Kimyasal Silahlar Ne Zamandan Beri Var?
-
Filler Gerçekten ‘Asla Unutmaz’ mı?
-
Sibirya’da Bulunan Ayı Mumyası, Mağara Ayısı Değilmiş
-
California Bilimler Akademisi Bilim adamları 2022'de 146 yeni tür tanımladı
-
Yapay zeka hücre hareketini mikroskop altında analiz edebiliyor.
-
Ağaçlardan Önce Yeryüzünde Devasa Mantarlar Vardı
-
Biyoloji Terimleri Sözlüğü Yayımlandı
-
Avcı-Toplayıcılıktan Tarıma Geçiş Tam Olarak Nasıl Gerçekleşti?