92 Share

Matematikle Çözülen Uyku Gizemi: Sitoplazmik Trafik Sıkışıklığı Uyku-Uyanma Döngülerini Bozuyor

Furkan Altunsoy9 ay önce



Florida Eyalet Üniversitesi'ndeki KAIST matematikçileri ve işbirlikçileri, yaşlanmanın ve bunama ve obezite gibi hastalıkların uyku bozukluklarına nasıl neden olduğu ilkesini belirlediler. Matematiksel modelleme ve deneylerin bir kombinasyonu, yaşlanma, bunama ve / veya obezitenin neden olduğu sitoplazmik tıkanıklığın insan vücudundaki sirkadiyen ritimleri bozduğunu ve düzensiz uyku-uyanma döngülerine yol açtığını gösterdi. Bu bulgu, dengesiz uyku-uyanıklık döngülerini ele almak için yeni tedavi stratejileri önermektedir.

İnsan vücudu uyku programlarını zaman tutma sistemimiz olan 'sirkadiyen saat' tarafından düzenlenen 'sirkadiyen ritimlere' göre ayarlar. Bu saat, PERIOD (PERI) adı verilen bir proteinin 24 saatlik ritimlerini oluşturarak vücudumuza ne zaman dinlenmemiz gerektiğini söyler.

PER proteini miktarı günün yarısında artar ve geri kalan yarısında azalır. Prensip, sitoplazmada birkaç saat biriken PER proteininin hücre çekirdeğine aynı anda girerek PER genlerinin transkripsiyonunu engellemesi ve böylece PER miktarını azaltmasıdır.

Bununla birlikte, çeşitli malzemelerin bir arada bulunduğu ve PER'in hareketine müdahale edebildiği karmaşık bir hücre ortamında binlerce PER molekülünün aynı anda çekirdeğe nasıl girebileceği bir muamma olarak kaldı. Bu, New York City'nin her yerinden binlerce çalışanın her gün aynı saatte bir ofis binasına girmesinin bir yolunu bulmak gibi olurdu.

KAIST Matematik Bilimleri Bölümü'nden Profesör Jae Kyoung Kim liderliğindeki bir grup araştırmacı, PER moleküllerinin bir hücre ortamındaki hareketini tanımlayan uzay-zamansal ve olasılıksal bir model geliştirerek gizemi çözdü.

Bu çalışma, deneylerin yapıldığı Florida Eyalet Üniversitesi'nden Profesör Choogon Lee'nin grubu ile işbirliği içinde gerçekleştirildi ve sonuçlar, geçen ay Proceedings of the National Academy of Sciences'da (PNAS) yayınlandı.

Ortak araştırma ekibinin uzaysal stokastik modeli, hücrelerdeki PER moleküllerinin hareketini tanımladı ve PER molekülünün, aynı anda fosforillenmesi ve birlikte çekirdeğe girmesi için hücre çekirdeği etrafında yeterince yoğunlaştırılması gerektiğini gösterdi. Bu fosforilasyon senkronizasyon anahtarı sayesinde, binlerce PER molekülü her gün aynı anda çekirdeğe girebilir ve kararlı sirkadiyen ritimleri koruyabilir.

Bununla birlikte, yaşlanma ve / veya bunama ve obezite gibi hastalıklar, sitoplazmanın protein kümeleri ve yağ vakuolleri gibi artan sitoplazmik engellerle tıkanmasına neden olduğunda, PER moleküllerinin hücre çekirdeği çevresinde zamanında yoğunlaşmasını engeller. Sonuç olarak, fosforilasyon senkronizasyon anahtarı çalışmıyor ve PER proteinleri düzensiz zamanlarda çekirdeğe girerek sirkadiyen ritimleri ve uyku-uyanma döngülerini kararsız hale getiriyor.

Profesör Kim, “Bir matematikçi olarak, düzensiz uyku-uyanma döngülerinden muzdarip pek çok hastanın yaşamını iyileştirebilecek yeni tedavi stratejilerinin geliştirilmesine yardımcı olmaktan heyecan duyuyorum. Bu bulguları bir fırsat olarak değerlendirerek, matematiksel ve biyolojik bilimler arasında daha aktif fikir alışverişi ve işbirliği görmeyi umuyorum. "

Kaynak:

https://scitechdaily.com/sleep-mystery-solved-with-math-cytoplasmic-traffic-jam-disrupts-sleep-wake-cycles/

Bu Blog İçin Durumunu Belirt

Love

2

Cool

0

Geeky

0

Lol

0

Meh

0

Omg

0

Thnk

0

Angry

0

Yorumda isminiz görünsün mü ?

Benzer Bloglar