Yeni bir araştırma, rahimde ve yaşamın ilk iki yılında düşük şekerli beslenmenin yetişkinlikte kronik hastalık riskini anlamlı ölçüde azaltabileceğini buldu ve erken yaşta şeker tüketiminin yaşam boyu sağlık etkilerine dair ikna edici yeni kanıtlar sağladı.

Science dergisinde yayımlanan çalışmada, gebe kaldıktan sonraki ilk 1.000 gün içinde şeker kısıtlaması yaşayan çocukların Tip 2 diyabet geliştirme riskinin %35’e kadar daha düşük ve yetişkinlere göre hipertansiyon riskinin %20’ye kadar daha düşük olduğu bulunmuştur. Annenin doğumdan önce düşük şeker alımı riskleri düşürmek için yeterliydi ancak doğumdan sonra şeker kısıtlamasına devam etmek faydaları artırdı.

II. Dünya Savaşı’nda beklenmedik bir “doğal deney”den yararlanan USC Dornsife Edebiyat, Sanat ve Bilim Fakültesi, Montreal’deki McGill Üniversitesi ve Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley’deki araştırmacılar, savaş sırasında uygulanan şeker kısıtlamasının uzun vadeli sağlık sonuçlarını nasıl etkilediğini incelediler.

Birleşik Krallık, savaş zamanı gıda karne programının bir parçası olarak 1942’de şeker dağıtımına sınırlamalar getirdi. Karne uygulaması Eylül 1953’te sona erdi.

Araştırmacılar, İngiltere Biyobankası’ndan alınan güncel verileri kullanarak, savaş zamanı şeker kısıtlamasının sona ermesinden hemen önce ve sonra İngiltere’de gebe kalan yetişkinlerin sağlık sonuçları üzerinde erken yaşta uygulanan şeker kısıtlamalarının etkisini incelediler.

“Eklenen şekerin sağlık üzerindeki uzun vadeli etkilerini incelemek zordur,” diyor USC Dornsife Ekonomi ve Sosyal Araştırma Merkezi’nde kıdemli ekonomist olan çalışmanın muhatap yazarı Tadeja Gracner. “İnsanların hayatlarının erken dönemlerinde farklı beslenme ortamlarına rastgele maruz kaldıkları ve bunları 50 ila 60 yıl boyunca takip ettikleri durumları bulmak zordur. Karne uygulamasının sona ermesi, bu sorunların üstesinden gelmek için bize yeni bir doğal deney sağladı.”

Karne sırasında şeker alımı günde ortalama 8 çay kaşığı (40 gram) civarındaydı. Karne sona erdiğinde şeker ve tatlı tüketimi günde yaklaşık 16 çay kaşığına (80 gram) fırladı.

Özellikle, karne uygulaması genel olarak aşırı gıda yoksunluğu içermiyordu. Diyetler genel olarak, ABD Tarım Bakanlığı ve Dünya Sağlık Örgütü tarafından belirlenen ve iki yaş altı çocuklar için hiç ilave şeker ve yetişkinler için günde 12 çay kaşığından (50 gr) fazla ilave şeker önermeyen günümüz yönergelerinin içinde görünüyordu.

Karnenin sona ermesinden sonra şeker tüketiminde ani ve büyük bir artış yaşanırken, başka hiçbir gıdada artış yaşanmaması ilginç bir doğal deneye yol açtı: Bireyler, Eylül 1953’ten önce veya sonra gebe kalmalarına veya doğmalarına bağlı olarak, yaşamlarının erken dönemlerinde farklı seviyelerde şeker alımına maruz bırakıldılar. Karnenin sona ermesinden hemen önce gebe kalanlar veya doğanlar, daha şeker açısından zengin bir ortamda doğan ve hemen sonrasında doğanlara kıyasla şeker kıtlığı koşulları yaşadılar.

Araştırmacılar daha sonra 50 yıl sonra toplanan İngiltere Biyobankası verilerinde bu zamanlarda doğanları belirlediler. Şeker kısıtlamasının sonunda çok dar bir doğum penceresi kullanmak, yazarların aksi takdirde benzer doğum gruplarının orta yaş sağlık sonuçlarını karşılaştırmasına olanak sağladı.

Yaşamın ilk 1000 gününde şeker kısıtlaması uygulanan kişilerde diyabet ve hipertansiyon gelişme riski önemli ölçüde azalırken, daha sonra bu rahatsızlıklardan herhangi biri teşhis edilen kişilerde hastalığın başlangıcı sırasıyla dört yıl ve iki yıl gecikti.

Özellikle, anne karnında şeker kısıtlamasına maruz kalmanın riskleri azaltmaya yettiği, ancak katı gıdalara başlanmasıyla birlikte hastalık korumasının doğumdan sonra arttığı belirtiliyor.

Araştırmacılar, bu etkinin büyüklüğünün anlamlı olduğunu, çünkü maliyetleri azaltabileceğini, yaşam süresini uzatabileceğini ve belki de daha önemlisi yaşam kalitesini artırabileceğini söylüyor.

Amerika Birleşik Devletleri’nde diyabetli kişiler ortalama olarak yıllık yaklaşık 12.000 dolarlık tıbbi harcama yaparlar. Dahası, diyabetin daha erken teşhis edilmesi, önemli ölçüde daha kısa yaşam beklentisi anlamına gelir ve diyabet teşhisinin her on yılda bir daha erken konulması, yaşam beklentisinden üç ila dört yıl azaltır.

Araştırmacılar, bu rakamların, hastalığı geciktirebilecek veya önleyebilecek erken müdahalelerin önemini vurguladığını belirtiyor.

Uzmanların, çocukların erken yaşamlarında, gelişimin kritik bir döneminde aşırı miktarda ilave şeker tüketmeleri nedeniyle çocukların uzun vadeli sağlıkları konusundaki endişeleri artmaya devam ediyor. Ancak, çocuk şeker tüketimini ayarlamak kolay değil — ilave şeker her yerde, hatta bebek ve yürümeye başlayan çocuk yiyeceklerinde bile bulunuyor ve çocuklar şekerli atıştırmalıklar için televizyon reklamlarıyla bombardımana tutuluyor, diyor araştırmacılar.

McGill Üniversitesi ve Chicago Üniversitesi’nden çalışmanın ortak yazarı Claire Boone, “Ebeveynlerin neyin işe yaradığı konusunda bilgiye ihtiyacı var ve bu çalışma, yaşamın erken dönemlerinde eklenen şekeri azaltmanın çocukların yaşamları boyunca sağlıklarını iyileştirmeye yönelik güçlü bir adım olduğuna dair ilk nedensel kanıtlardan bazılarını sunuyor” diyor.

Kaynak ve devamına Buradan ulaşabilirsin.

Bir köpek komutla oturmayı öğrenir, bir insan bir şeyler okurken çamaşır makinesinin uğultusunu duyar ve sonunda duymazdan gelir… Öğrenme ve uyum sağlama kapasitesi evrimin ve hatta hayatta kalmanın merkezinde yer alır.

Alışma — adaptasyonun daha az gösterişli kardeşi — tekrarlanan maruziyetten sonra bir uyarana verilen tepkinin azalmasını içerir. Tek bir shot ile elde ettiğiniz konsantrasyon seviyesini korumak için üçüncü bir espressoya ihtiyaç duyduğunuzu düşünün.

Yakın zamana kadar, basit bir öğrenme biçimi olan alışma, beyin ve sinir sistemine sahip solucanlar, böcekler, kuşlar ve memeliler gibi karmaşık organizmaların özel alanı olarak görülüyordu.

Ancak Current Biology dergisinde 19 Kasım’da yayımlanan yeni bir çalışma , siliatlar ve amipler gibi çok küçük tek hücreli canlıların ve vücudumuzdaki hücrelerin bile, beyne sahip daha karmaşık organizmalarda görülenlere benzer bir alışma süreci sergileyebileceğine dair ikna edici kanıtlar sunuyor.

Harvard Tıp Fakültesi ve Barselona’daki Genomik Düzenleme Merkezi’ndeki (CRG) bilim insanlarının öncülüğünde yürütülen çalışma, tek hücrelerin şu anda kabul edilenden çok daha karmaşık davranışlar sergileyebileceğini öne sürüyor.

“Bu bulgu bizim için heyecan verici yeni bir gizemi ortaya çıkarıyor: Beyinleri olmayan hücreler bu kadar karmaşık bir şeyi nasıl yönetiyor?” diyor çalışmanın kıdemli yazarı, HMS’deki Blavatnik Enstitüsü’nde sistem biyolojisi doçenti Jeremy Gunawardena. Çalışmaya, laboratuvarında eski bir doktora sonrası araştırmacı olan ve şu anda CRG’de sistemler ve sentetik biyoloji alanında bir araştırma grubuna liderlik eden Rosa Martinez Corral ile birlikte liderlik etti.

Sonuçlar bu konu üzerinde küçük ama büyüyen bir çalışma grubuna katkıda bulunuyor. Gunawardena liderliğindeki önceki çalışma, tek hücreli bir siliyanın, hoş olmayan uyaranlarla karşılaşan hayvanlarda gözlemlenen eylemlere benzemeyen kaçınma davranışı gösterdiğini buldu.

Araştırmacıların keşfettiği şey

Bilim insanları, hücreleri bir laboratuvar kabında incelemek yerine, siliat ve memeli hücrelerinin içindeki moleküler ağların farklı uyarım modellerine nasıl yanıt verdiğini analiz etmek için gelişmiş bilgisayar modellemesi kullandılar. Hayvan beyinlerinde bulunan alışma belirtilerini gösteren dört ağ buldular.

Bu ağların ortak bir özelliği vardı: Her moleküler ağ, çevreden öğrenilen bilgileri yakalayan iki tür “hafıza” depolamasına sahipti. Araştırmacılar, bir hafızanın diğerinden çok daha hızlı azaldığını, yani alışma için gerekli bir hafıza kaybı biçimi olduğunu belirtti. Bu bulgu, tek hücrelerin bilgiyi farklı zaman aralıklarında işlediğini ve hatırladığını gösteriyor.

Sonuçlar

Araştırmacılar, tek hücrelerde alışkanlığı incelemenin genel olarak öğrenmenin nasıl işlediğine dair anlayışı ilerletmeye yardımcı olabileceğini söyledi. Bulgular ayrıca mütevazı tek hücreli yaratıkları yeni, daha cezbedici bir ışık altında gösterdi: Onlar sadece mikroskobik bedenlere paketlenmiş moleküler makineler değil, aynı zamanda öğrenebilen aracılar.

Peki ya daha pratik uygulamalar?

Araştırmacılar bunların şimdilik tamamen spekülasyon olarak kaldığı konusunda uyarıyor. Yine de cesur bir fikir, alışkanlık kavramını kanser ve bağışıklık arasındaki ilişkiye uygulamak olabilir.

Tümörler bağışıklık gözetiminden iyi bir şekilde kaçarlar çünkü bağışıklık hücrelerini onları masum seyirciler olarak görmeleri için kandırırlar. Başka bir deyişle, kanseri tanımaktan sorumlu bağışıklık hücreleri bir şekilde bir kanser hücresinin varlığına alışabilir – bağışıklık hücresi uyarana alışır ve artık ona yanıt vermez.

“Bu bir sanrıya benziyor. Bu yanlış algıların bağışıklık hücrelerinde nasıl kodlandığını bilseydik, onları yeniden tasarlayabilirdik, böylece bağışıklık hücreleri ortamlarını doğru bir şekilde algılamaya başlayabilir, tümör kötü huylu olarak görünür hale gelir ve işe koyulurlardı,” dedi Gunawardena.

“Şu anda bir hayal ama gelecekte keşfetmek isteyeceğim bir yön.”

Kaynak

Bir gün epilepsi için yeni bir tedavi yöntemi haline gelebilecek bir çalışmada, UC San Francisco, UC Santa Cruz ve UC Berkeley’deki araştırmacılar nöronlardaki nöbet benzeri aktiviteyi önlemek için ışık darbeleri kullandılar.

Araştırmacılar, tedavilerinin bir parçası olarak epilepsi hastalarından alınan beyin dokusunu kullandılar.

Sonunda, bu tekniğin nöbetlerin kaynaklandığı beyin dokusunun çıkarılması ameliyatının yerini alarak, semptomları ilaçla kontrol edilemeyen hastalar için daha az invaziv bir seçenek sunmasını umuyorlar.

Ekip, ışığa duyarlı genleri mikroorganizmalardan beyindeki belirli bir nöron grubuna iletmek için zararsız bir virüs kullanan ve ışık darbeleriyle açılıp kapatılabilen optogenetik olarak bilinen bir yöntem kullandı.

Bu, optogenetiğin canlı insan beyin dokusunda nöbet aktivitesini kontrol etmek için kullanılabileceğinin ilk gösterimi olup, diğer nörolojik hastalıklar ve durumlar için yeni tedavilerin kapısını aralıyor.

Çalışmanın eş kıdemli yazarlarından ve nörolojik cerrahi yardımcı doçenti olan Dr. Tomasz Nowakowski, “Bu, epilepsi ve muhtemelen diğer rahatsızlıkların tedavisinde güçlü bir yeni yola doğru atılmış dev bir adımdır” dedi. Çalışmanın sonuçları 15 Kasım’da Nature Neuroscience’da yayımlandı .

Epilepsinin tetikleyicilerini bastırmak

Araştırmacılar, haftalar süren çalışmayı tamamlamak için dokuyu yeterince uzun süre canlı tutmak amacıyla, kafatasının içindeki koşulları taklit eden bir ortam yarattılar.

Nöroşirürji uzmanı Dr. John Andrews, dokuyu beyni yıkayan beyin omurilik sıvısına benzeyen bir besin ortamına yerleştirdi.

UC Berkeley’de biyomoleküler mühendis olan Dr. David Schaffer, ekibin hedeflediği belirli nöronlarda çalışacak şekilde genleri iletecek en iyi virüsü buldu.

Andrews daha sonra dokuyu, birbirleriyle iletişim kuran nöronların elektriksel deşarjlarını tespit edebilecek kadar küçük bir elektrot yatağının üzerine yerleştirdi.

Beyin normal şekilde hareket ettiğinde, nöronlar farklı zamanlarda ve frekanslarda öngörülebilir, düşük seviyeli bir gevezelikle sinyaller gönderir. Ancak nöbet sırasında gevezelik, beynin gündelik konuşmasını bastıran yüksek sesli elektriksel aktivite patlamalarına senkronize olur.

Ekip, ışık darbelerini kullanarak ışığa duyarlı proteinler içeren nöronları kapatarak patlamaları önlemeyi umuyordu.

Uzaktan kumandalı deney

İlk olarak, ekibin dokuyu bozmadan deneylerini yürütmenin bir yolunu bulması gerekiyordu. Küçük elektrotlar sadece 17 mikron aralıklıydı — bir insan saçının genişliğinin yarısından daha az — ve beyin dilimlerinin en ufak hareketi sonuçlarını çarpıtabilirdi.

UCSC’de elektrik ve bilgisayar mühendisliği doçenti ve çalışmanın yardımcı kıdemli yazarı olan Dr. Mircea Teodorescu, nöronların elektriksel aktivitesini kaydeden ve dokuya ışık darbeleri ileten bir uzaktan kumanda sistemi tasarladı.

Teodorescu’nun laboratuvarı, bilim insanlarının aparatı kontrol edebilmesini sağlayan bir yazılım yazdı; böylece grup, Nowakowski’nin San Francisco’daki laboratuvarındaki doku üzerinde Santa Cruz’dan deneyleri yönetebildi.

Bu şekilde mendilin saklandığı odada kimsenin bulunmasına gerek kalmıyordu.

“Bu, inanılmaz derecede karmaşık bir araştırma sorununu çözmek için çok benzersiz bir iş birliğiydi,” dedi Teodorescu. “Bu başarıyı gerçekten başarmış olmamız, kurumlarımızın güçlü yanlarını bir araya getirdiğimizde ne kadar ileri gidebileceğimizi gösteriyor.”

Nöbetlere ilişkin yeni bakış açısı

Optogenetik, araştırmacıların ayrı nöron kümelerine odaklanmasını sağlar.

Grup, bir nöbeti başlatmak için hangi nöron türlerinin ve kaç tanesinin gerektiğini görebildi. Ve canlı beyin dilimlerinde nöronların elektriksel aktivitesini değiştirmek için gereken en düşük ışık yoğunluğunu belirlediler.

Araştırmacılar ayrıca nöronlar arasındaki etkileşimlerin nöbeti nasıl engellediğini de görebildiler.

UCSF Nörolojik Cerrahi Bölüm Başkanı Dr. Edward Chang, bu bulguların epilepsi hastalarına yönelik bakımda devrim yaratabileceğini söyledi.

Nowakowski ile birlikte UCSF Weill Sinir Bilimleri Enstitüsü üyesi olan Chang, “Bu tür bir yaklaşımı kullanırsak gelecekte bunu yapmamıza gerek kalmayacağına inanıyorum” dedi.

“İnsanlara nöbetleri üzerinde çok daha incelikli ve etkili bir kontrol sağlayabileceğiz ve onları böylesine invaziv bir ameliyattan kurtarabileceğiz.”

Kaynak

Yeni araştırma, antik genetik araçlar kullanılarak fare yaratmaya yönelik çığır açıcı deneyle kök hücrelerin evrimsel kökenlerine ışık tutuyor.

Nature Communications’da yayınlanan uluslararası bir araştırmacı ekibi, benzeri görülmemiş bir dönüm noktasına ulaştı: Hayvanlardan önce gelen ortak bir atamız olan tek hücreli bir organizmadan genetik araçlar kullanarak tam gelişmiş bir fare üretebilen fare kök hücrelerinin yaratılması. Bu çığır açan buluş, kök hücrelerin genetik kökenlerine ilişkin anlayışımızı yeniden şekillendirerek hayvanlar ile kadim tek hücreli akrabaları arasındaki evrimsel bağlara dair yeni bir bakış açısı sunuyor.

Bilim kurgu gibi gelen bir deneyde, Queen Mary Londra Üniversitesi’nden Dr. Alex de Mendoza, hayvanlarla akraba olan tek hücreli bir organizma olan koanoflagellatlarda bulunan bir geni kullanarak Hong Kong Üniversitesi’nden araştırmacılarla işbirliği yaptı ve daha sonra bu geni kullanarak yaşayan, nefes alan bir fareye dönüştüler. Koanoflagellatlar , hayvanların yaşayan en yakın akrabalarıdır ve genomları, memeli kök hücrelerinde pluripotensi (herhangi bir hücre tipine dönüşme hücresel potansiyeli) sağlayan Sox ve POU genlerinin versiyonlarını içerir. Bu beklenmedik keşif, bu genlerin yalnızca hayvanlarda evrimleştiğine dair uzun süredir devam eden inancı sorgulamaktadır.

“Tek hücreli akrabalarımızdan türetilen moleküler araçları kullanarak bir fareyi başarıyla yaratarak, yaklaşık bir milyar yıllık evrim boyunca olağanüstü bir işlev sürekliliğine tanık oluyoruz,” dedi Dr. de Mendoza. “Çalışma, kök hücre oluşumunda yer alan temel genlerin kök hücrelerin kendisinden çok daha önce ortaya çıkmış olabileceğini ve belki de bugün gördüğümüz çok hücreli yaşamın yolunu açmaya yardımcı olabileceğini ima ediyor.”

Shinya Yamanaka’ya verilen 2012 Nobel ödülü, Sox (Sox2) ve POU (Oct4) geni de dahil olmak üzere dört faktörü ifade ederek “farklılaştırılmış” hücrelerden kök hücre elde etmenin mümkün olduğunu gösterdi. Bu yeni araştırmada, Hong Kong Üniversitesi / Translasyonel Kök Hücre Biyolojisi Merkezi’ndeki Dr. Ralf Jauch’un laboratuvarıyla işbirliği içinde yürütülen bir dizi deney aracılığıyla ekip, yerel Sox2 geninin yerini alarak, çok yönlü kök hücre durumuna doğru yeniden programlamayı başaran koanoflagellat Sox genlerini fare hücrelerine soktu. Bu yeniden programlanmış hücrelerin etkinliğini doğrulamak için, bunlar gelişmekte olan bir fare embriyosuna enjekte edildi. Elde edilen kimerik fare, hem donör embriyosundan hem de laboratuvarda indüklenen kök hücrelerden siyah kürk lekeleri ve koyu gözler gibi fiziksel özellikler gösterdi ve bu eski genlerin, kök hücreleri hayvanın gelişimiyle uyumlu hale getirmede önemli bir rol oynadığını doğruladı.

Çalışma, DNA’ya bağlanan ve diğer genleri düzenleyen Sox ve POU proteinlerinin erken versiyonlarının, tek hücreli atalar tarafından daha sonra kök hücre oluşumu ve hayvan gelişimi için ayrılmaz hale gelecek işlevler için nasıl kullanıldığını izliyor. Dr. de Mendoza, ” Koanoflagellatların kök hücreleri yoktur, tek hücreli organizmalardır, ancak çok hücreli hayvanların muhtemelen daha sonra karmaşık vücutlar oluşturmak için yeniden kullandıkları temel hücresel süreçleri kontrol eden bu genlere sahiptirler,” diye açıklıyor.

Bu yeni bakış açısı, genetik araçların evrimsel çok yönlülüğünü vurguluyor ve erken yaşam formlarının, gerçek çok hücreli organizmalar ortaya çıkmadan çok önce hücresel uzmanlaşmayı yönlendirmek için benzer mekanizmaları nasıl kullanmış olabileceklerine ve evrimde geri dönüşümün önemine dair bir bakış sunuyor.

Bu keşif, evrimsel biyolojinin ötesinde çıkarımlara sahiptir ve potansiyel olarak rejeneratif tıpta yeni ilerlemelere bilgi sağlayabilir. Kök hücre mekanizmasının nasıl evrimleştiğine dair anlayışımızı derinleştirerek, bilim insanları kök hücre terapilerini optimize etmenin ve hastalıkları tedavi etmek veya hasarlı dokuyu onarmak için hücre yeniden programlama tekniklerini geliştirmenin yeni yollarını belirleyebilir.

Dr. Jauch, “Bu genetik araçların kadim köklerini incelemek, çok yönlülük mekanizmalarının nasıl ayarlanabileceği veya optimize edilebileceği konusunda daha net bir görüşle yenilikler yapmamızı sağlıyor” dedi ve bu genlerin sentetik versiyonları üzerinde yapılan deneylerin, belirli bağlamlarda yerel hayvan genlerinden bile daha iyi performans gösterebileceğini belirterek ilerlemeler sağlanabileceğini belirtti.

Kaynak ve devamına Buradan ulaşabilirsin.