Az alvás mechanizmusának egy új rendszerszemléletű megközelítését ismertette Shanaz Diessler és Maxime Jan, a Lausanne-i Egyetem és a SIB Svájci Bioinformatikai Intézet alváskutatói a PLOS Biology folyóiratban minap megjelent cikkükben. A rendszergenetikának nevezett módszer lényege, hogy a szervezet működésének különböző elemeit nem külön-külön vizsgálja, hanem a biológiai jelenségekre vonatkozó következtetéseket az elemekről szóló, belőlük származó információk összekapcsolásával vonja le. Például a DNS, a fenotípus, a génexpressziók , a fehérjék vagy a metabolizmus összefüggéseit figyelik meg a kutatók a vizsgált populáció szintjén. A rendszergenetika tehát a biológiai jelenségek teljes és egymással összefüggő nézeteit kínálja, ezért kritikusnak tekinthető az egyes betegségekre való hajlam előrejelzésében - olvasható a Phys.org tudományos portálon.
A tanulmány során a kutatók egereken végeztek rendszergenetikai elemzést annak érdekében, hogy azonosítsák azokat a molekuláris jelátviteli utakat, amelyek előrejelzik, hogy az egyed az alváshiányra rugalmasan vagy érzékenyen reagál-e. Hétéves munkájuk abban a nyílt hozzáférésű interaktív tudásbázisban összegződött, amely az alvásmegvonás hatásait számszerűsíti, s az agyi aktivitást és az alvás-ébrenléti viselkedést példátlan részletességgel tárja fel.
Ha nem alszunk jól, háborognak a molekulák
Már a kezdeti vizsgálatok is számos figyelemre méltó új meglátást eredményeztek. Az egereknél az alvást megelőző szokásos pihenő fázis első felében már rendszerszinten jelentős változásokat figyeltek meg, mert az agyban az összes érintett gén 78 százaléka megváltoztatta az expresszióját. A szerzők számos olyan genetikai változatot azonosítottak, amelyek csak az alváshiány bekövetkezése után fejtették ki hatásukat, és nem működtek, ha nem zavarta semmi a szervezetet. Ezenkívül ezek e változatok nemcsak az alváshiányra adott molekuláris vagy alvásválasz nagyságát határozták meg, hanem bizonyos esetekben a változás irányát is, ami megmagyarázza az erős egyéni eltéréseket az elégtelen alvás hatásainak leküzdésében.
Talán a legszembetűnőbb megfigyelés - amely ezekből az elemzésekből származik -, hogy a perifériás szövetben (a májban) működő molekulák és metabolikus útvonalak közvetlenül befolyásolják a szigorúan központinak tekintett fenotípusokat, például az ismert oszcillációk gyakoriságát, amelyek bizonyos agyterületekről, például a hippokampuszból származnak.
A zsírsavak vannak a központban
A szervezet mind a négy szintjén megtalálható bizonyítékok összevetése arra mutat, hogy a zsírsavanyagcseréje az alvászavarok negatív következményeinek szubsztrátuma. Ezek a megállapítások nemcsak új terápiás stratégiák kidolgozásához vezethetnek, hanem kihívást jelentenek az alvást nagyrészt agyközpontú folyamatnak tekintő elképzelésekre.
Két kutatócsoport Paul Franken és Ioannis Xenarios vezetésével egy szabályozó molekuláris réteg hozzáadásával olyan bioinformatikai eszközök kifejlesztésébe kezdett, amelyek ahhoz szükségesek, hogy az adatokban rejtve maradt számos interakciót és útvonalat feltárják. A svájci kutatók remélik, hogy ezzel a megközelítéssel végül meg fogjuk tudni, hogy miért kell a szervezetünknek az alvás.
