2007. július 2., hétfő, 8:00
A San Francisco-i egyetem kutatói egy olyan gént azonosítottak, melynek mutáns formája egy ritka alvási rendellenességet okoz. A rendellenesség jellemzője, hogy az érintettek cirkadián ritmusa - napi biológiai órája - felgyorsul, így ők a normálisnál sokkal korábban ébrednek, és sokkal korábban is fekszenek le.
Az emberek alvási szokásai igen eltérőek, és sokszor igen szélsőségesek is lehetnek. Vannak köztünk éjszakai baglyok, míg mások hajnali pacsirták. A legtöbb ember azonban a kettő között található valahol. Az alvási szokások kialakulása igen összetett folyamat eredménye, melyet valószínűleg sok gén befolyásol, és jelentős szerepe van a környezeti hatásoknak, az életkörülményeknek is. Ezért nagyon nehéz különbséget tenni egy egyetlen génhez kötött örökletes alvászavar, és egy átlagtól erősen eltérő, de még egészséges alvási-ébrenléti mintázat között.
A felfedezés a gyógyszerkutatók számára is új utakat nyithat az alvászavarok kezelésében, hiszen az újonnan felfedezett génről képződő fehérje célpontja lehetne azoknak a jövőbeni gyógyszereknek, amikkel ezeken a hajnali álmatlansággal küszködő betegeken tudnának segíteni. Az új felfedezés birtokában nem csak rajtuk, de az álmatlan felnőtteken, a korán kelő, idősödő embereken, az utazásaik során egyik időzónából a másikba repülő üzletembereknek vagy a több műszakban, esetleg éjszaka is dolgozó embereknek is alternatív megoldást lehetne kínálni.
"Tények támasztják alá, hogy a cirkadián ritmusnak fontos szerepe van számos viselkedés kialakításában. Az újonnan felfedezett génről képződő enzim számos más fehérje működését is befolyásolja, ezért a jövőben olyan kísérleteket tervezünk, melynek során meg fogjuk vizsgálni a fehérje tanulási képességekre, memóriára és az újdonságkeresésre gyakorolt hatását" - magyarázta Ying-hui Fu, a San Franciscó-i Kalifornia Egyetem idegtudományi professzora.
A Nature-ben megjelent közlemény egy korábbi vizsgálatra épül, melynek során 1999-ben egy ritka alvási rendellenesség - az örökletes eltolódó alvási fázis szindróma (Familial advanced sleep-phase syndrome; FASPS) - előfordulását vizsgálták Utah állambeli családokban. A kutatók részletes családfa-elemzést végeztek, és ez alapján jellemezték a rendellenesség öröklésmenetét. 2000-ben azonosították az első olyan gént az embernél, amely a napi ritmus kialakításában játszik szerepet.
Az ezt követő kutatások során fedezték fel a CK1 delta gént, az egyik olyan családban, akiknél az örökletes alvási rendellenességet vizsgálták. A gént olyan emberek génjeivel hasonlították össze, akiknek nincs örökletes alvászavara: megállapították, hogy a betegek egy mutáns gént hordoznak, és ez az oka a cirkadián ritmus eltolódásának. A mutáns formáról kiderült, hogy az általa kódolt enzim - a kazein kináz1 delta 1 (CK1 delta) - aktivitása lényegesen alacsonyabb a normális értéknél. A mutáns emberi gént ezután beültették a muslica és az egér genetikai állományába. Az így létrehozott génmódosított ecetlégy és egér tanulmányozása során a kutatók rengeteg új ismeretet szereztek a gén működéséről. Az egerek esetében az emberi klinikumból már jól ismert rendellenes alvási mintázatot figyelték meg, továbbá csökkent az egerek mozgási aktivitása. Ezzel szemben a génmódosított muslicák esetében pont az ellenkezőjét írták le: az állatok sokkal élénkebbek lettek (azt még nem tudják, mi okozza ezt az eltérést). A megfigyelések ebben az esetben is azt mutatják, hogy bár sok gén evolúciós értelemben igen konzervált - azaz a különböző fajok között nincs nagy különbség a gén felépítésében - de a gén által kialakított tulajdonságok meglehetősen nagy eltéréseket, alapvető különbségeket mutathatnak.
A gén működésének tanulmányozása segíthet a szervezet belső biológiai órájának, a cirkadián ritmust szabályozó mechanizmusnak a megértésében, melynek molekuláris szintjeiről még igen keveset tudunk. Az újonnan felfedezett mutáció a vizsgálatok szerint szerepet játszik a depresszió kialakulásában is. A kutatók ezért ezt az aspektusát is vizsgálják a felfedezésnek.
Louis Ptacek és kutatócsoportja 2000-ben fedezte fel az első olyan emberi gént, melyről bebizonyították, hogy
fontos szerepet játszik a napi alvási ritmus kialakításában. Az eltolódó alvási zavarban szenvedő személyek este igen korán, akár már hét órakor elalszanak, de hajnal kettőkor maguktól fel is kelnek. Egy érintett családnál találták meg a hPer2 gént, aminek egy mutációja okozza a családban a ritka örökletes alvászavart.
A hPer2 gén mutációja a róla képződő fehérjében egyetlen aminosavnyi eltérést okoz, ennek következtében azonban megváltozik a fehérje molekuláris szerkezete és elveszti azt a képességét, hogy kötést tudjon kialakítani egy másik fehérjével, a kazein kináz1 e-vel (CK1e). Állatkísérletekből tudjuk, hogy a CK1e fehérje fontos szerepet játszik a napi ritmus hosszúságának szabályozásában. Molekuláris szinten a CK1e enzim más fehérjéken helyez el foszfátcsoportokat, aminek következtében befolyásolja ezeknek a fehérjéknek a működését, például azok aktivitását (a napi ritmus kialakításában számos fehérje együttes hatása játszik szerepet). Feltételezik, hogy ezen fehérjék foszforiláltsági foka, és az egyes fehérjék egymáshoz viszonyított aránya és mennyiségüknek folyamatos, dinamikus változása okozza a napi ritmus szerveződését.
Az új felfedezés túlmutat az alvászavarok kezelésének megértésén. Az öt vizsgált egyénből négy esetében depresszió is szerepelt a kórtörténetben. Habár a kutatók szerint ez véletlen egybeesés is lehet, illetve a beteg és a környezete között kialakult diszharmónia is felelőssé tehető, de mégis azt feltételezik, hogy a napi ritmust szabályozó gének rendellenes működése összefüggésben állhat különböző pszichiátriai betegségekkel. További megfigyelés, hogy az öt családi előfordulású alvászavarral küszködő személy közül négynek asztmája és migrénje is van. Mivel a lehetséges összefüggéseket még nem vizsgálták, ezért a kutatók ezt sem szeretnék figyelmen kívül hagyni.
Bodrogi Lilla
