Uykusuz meyve sineği mutantları ciddi uyku kaybına rağmen gelişmiş hafıza gösteriyor

Özet: Yeni bir çalışmaya göre, ciddi uyku eksikliği olan meyve sineği mutantları koku alma öğrenme ve hafıza görevlerinde daha iyi performans gösteriyor. Uyku kaybına rağmen gelişmiş hafıza paradoksu, sinek beyninin mantar gövdesindeki protein kinaz A (PKA) sinyali ile açıklanabilir.

Uykusuzluk mutantlarındaki bir sinyal yolu uyku ve hafıza işlevlerini yeniden dengeliyor

Ayrıntılı Açıklama

Freie Universität Berlin, Almanya'dan Sheng Huang ve Stephan Sigrist ve meslektaşları tarafından 20 Mart'ta açık erişimli PLOS Biology dergisinde yayınlanan bir çalışmaya göre, ciddi uyku eksikliği olan meyve sineği mutantları koku alma öğrenme ve hafıza görevlerinde daha iyi performans gösteriyor. Uyku kaybına rağmen gelişmiş hafıza paradoksu, sinek beyninin mantar gövdesindeki protein kinaz A (PKA) sinyali ile açıklanabilir.

Uyku, omurgasızlardan memelilere ve insanlara kadar korunmuş dinamik bir süreçtir. Uykunun birçok amaca hizmet ettiği düşünülse de, genellikle yaşam süresini ve bilişi optimize ettiğine inanılan onarıcı rolleri için incelenir. Meyve sineği Drosophila melanogaster uzun zamandır ilişkisel öğrenme ve hafızayı incelemek için kullanılmaktadır. Sinek beynindeki mantar gövdesi hem hafıza hem de uyku düzenlemesinde önemli roller oynar. Yine de sinek mantarı gövdesindeki sinyallerin hafıza işlevi ve uyku seviyeleri arasındaki dengeyi nasıl kontrol ettiği belirsizliğini koruyor.


Yeni çalışmada Huang, Sigrist ve meslektaşları, Drosophila insomniac (inc) kısa uyku mutantlarını kullanarak bu soruyu inceledi. inc mutantları, ciddi uyku eksikliklerine rağmen koku öğrenme ve hafızada güçlü bir şekilde artan performans gösterdi. Genetik değiştiriciler için yapılan bir tarama, PKA sinyal yolunun özellikle inc mutantlarının uyku eksikliklerine aracılık ettiğini ortaya koydu. Yüksek PKA sinyali, inc mutantlarının daha kısa yaşam beklentisine de katkıda bulunur. Bununla birlikte, PKA sinyalinin azaltılması, aşırı hafıza ve mantar gövdesi aşırı büyümesini daha da artırdı.


inc mutantları daha yüksek PKA sinyali gösterdiğinden, araştırmacılar inc genindeki bu mutasyonun mantar gövdesinde artan PKA aktivitesi yoluyla uykuyu bastırdığını ve bunun da inc mutantlarının aşırı hafızasını kısıtladığını öne sürüyorlar. Bu yüksek PKA sinyali aşırı hafızayı kısıtlarken, inc mutantlarında uyku seviyelerinin düşmesi ve yaşam süresinin kısalması pahasına geliyor. Yazarlara göre bulgular, uyku ve hafıza işlevlerini dengelemek için bir sinyal kaskadını ortaya koyuyor ve inc mutantlarının uyku düzenleri için makul bir açıklama sağlayarak, gelişmiş hafızanın uyku eksikliklerine neden olabileceğini öne sürüyor.


İlginç bir şekilde, uyku eksiklikleri ve bilişsel dengesizliklerle birlikte davranışsal hiperfonksiyon, otizm gibi nörogelişimsel bozuklukların ayırt edici özelliklerini yansıtmaktadır. Inc, Cullin-3 ubikitin ligaz için bir adaptör protein olarak işlev gördüğünden ve Cullin-3 mutasyonları otizm spektrum bozukluğu ile ilişkilendirildiğinden, bulgular nörogelişimsel hiperfonksiyon ile otizmin kökenleri arasında potansiyel bir mekanik bağlantı sağlamaktadır.


Yazarlar, "Gelişimsel nöral devre aşırı büyümesinden kaynaklanan gelişmiş hafıza: otizmle ilişkili Drosophila uykusuzluk mutantları, aşırı hafıza işlevlerini bastırmak için PKA sinyalini teşvik eder ve sonuç olarak ciddi uyku kaybını tetikler."