خداحافظی با جت لگ: استفاده از یک پروتئین برای تنظیم مجدد ساعت بدن

1

محققان در مسیر توسعه روشی جدید برای مقابله با جت لگ هستند. کارشناسان موفق به کشف رمز و راز یک پروتئین خاص به نام «کازئین کیناز ۱ دلتا» (CK1δ) شده‌اند که ساعت بدن ما را تنظیم می‌کند.

ریتم‌های شبانه‌روزی چرخه‌های ذاتی ۲۴ ساعته‌ای هستند که الگوهای خواب و بیداری ما و عملکردهای روزانه را تحت تأثیر قرار می‌دهند. این تحقیق در نهایت ممکن است به ما اجازه دهد که این ریتم‌های بیولوژیکی را تنظیم کنیم.

جت لگ و پروتئین ساعت بدن

این تحقیق که توسط متخصصان مدرسه پزشکی Duke-NUS و دانشگاه کالیفرنیا، سانتا کروز، هدایت می‌شود، می‌تواند راه‌های جدیدی برای درمان مرتبط با ریتم شبانه‌روزی بدن باز کند.

این تحقیق به روشن کردن پتانسیل برای مداخلات جایگزین و مؤثرتر برای اختلالات مرتبط با ساعت بیولوژیکی می‌پردازد.

هدف این است که درمان‌های نوآورانه‌ای توسعه یابد که به تنظیم مجدد ریتم‌های شبانه‌روزی کمک کند و برای افرادی که با اختلالات خواب دست و پنجه نرم می‌کنند، تسکین بیاورد و نتایج کلی سلامت را بهبود بخشد.

پروتئین‌هایی که ساعت بدن را تنظیم می‌کنند

پروتئین CK1δ ریتم شبانه‌روزی ما را با علامت‌گذاری سایر پروتئین‌هایی که در ساعت بیولوژیکی ما نقش دارند، تنظیم می‌کند. این شبکه پروتئینی به‌طور اساسی زمان‌بندی ریتم‌های شبانه‌روزی ما را تنظیم می‌کند.

شایان ذکر است که خود پروتئین CK1δ نیز می‌تواند علامت‌گذاری شود، که این امر می‌تواند توانایی آن در کنترل پروتئین‌های دیگر ساعت داخلی بدن را تغییر دهد.

در تحقیقات قبلی، دانشمندان دو نسخه متفاوت از CK1δ به نام‌های ایزوفورم‌های δ1 و δ2 را شناسایی کردند. در حالی که این واریانت‌های پروتئینی تنها ۱۶ اسید آمینه یا بلوک ساختمانی متفاوت دارند، این تفاوت‌های کوچک به‌طور حیاتی بر عملکرد CK1δ تأثیر می‌گذارند.

کنترل پروتئین و جت لگ

با استفاده از تکنیک‌های طیف‌سنجی پیشرفته، محققان به بررسی دُم پروتئین‌ها پرداختند. کارشناسان نتیجه گرفتند که توالی‌های منحصربه‌فرد دُم پروتئین‌ها تعیین می‌کنند که چگونه پروتئین‌ها علامت‌گذاری می‌شوند.

نویسنده همکار این تحقیق، «کری پارچ» استاد شیمی و بیوشیمی در دانشگاه کالیفرنیا، سانتا کروز، گفت:

«یافته‌های ما به سه نقطه خاص در دُم CK1δ اشاره می‌کند که گروه‌های فسفات می‌توانند به آن‌ها متصل شوند، و این نقاط برای کنترل فعالیت پروتئین حیاتی هستند.»

«وقتی این نقاط با یک گروه فسفات علامت‌گذاری می‌شوند، CK1δ کمتر فعال می‌شود، به این معنی که تأثیر کمتری بر ریتم شبانه‌روزی ما دارد. با استفاده از تحلیل‌های با وضوح بالا، ما توانستیم دقیقاً مکان‌های درگیر را شناسایی کنیم که بسیار هیجان‌انگیز است.»

واریانت‌های پروتئینی ممکن است بر جت لگ تأثیر بگذارند

پروفسور دیوید ویرشاپ، مدیر برنامه بیولوژی سرطان و سلول‌های بنیادی در Duke-NUS، کشف کرد که دُم δ1 بیشتر با بخش اصلی پروتئین تعامل دارد که به خودمهاری بیشتر نسبت به δ2 منجر می‌شود.

وی گفت: «وقتی این نقاط جهش یافته یا حذف شوند، δ1 فعال‌تر می‌شود که منجر به تغییرات در ریتم شبانه‌روزی می‌شود. در مقابل، δ2 چنین اثر تنظیمی‌ای از ناحیه دُم خود ندارد.»

کاربردهای فراتر از جت لگ

پروتئین CK1δ نقش مهمی در دیگر فرآیندهای حیاتی از جمله تقسیم سلولی، توسعه سرطان و برخی بیماری‌های نورودژنراتیو دارد.

با درک جدیدی از فعالیت CK1δ، می‌توان استراتژی‌های جدیدی برای درمان نه تنها اختلالات ریتم شبانه‌روزی بلکه طیف وسیعی از بیماری‌ها توسعه داد.

پروفسور پاتریک تان از Duke-NUS درباره پیامدهای گسترده‌تر این تحقیق برای سلامت و رفاه ما توضیح داد.

وی گفت: «تنظیم ساعت داخلی بدن فراتر از درمان جت لگ است؛ این موضوع به بهبود کیفیت خواب، متابولیسم و سلامت کلی مربوط می‌شود.»

در آینده، محققان به بررسی عواملی همچون رژیم غذایی و تغییرات محیطی خواهند پرداخت که ممکن است بر نقاط علامت‌گذاری CK1δ تأثیر بگذارند.

این امر می‌تواند به روشن شدن چگونگی تأثیر این عناصر بر ریتم‌های شبانه‌روزی ما منجر شود و شاید به عنوان گامی اولیه به سمت راه‌حل‌های عملی برای مدیریت اختلالات ناشی از جت لگ باشد.

تنظیم مجدد ساعت بدن

پیامدهای این کشف فراتر از تنظیم ساده خواب است. برای مسافران مکرر، غلبه بر جت لگ مدت‌ها به عنوان یک چالش مطرح بوده است.

محققان با هدف‌گیری پروتئین CK1δ امیدوارند درمان‌هایی را توسعه دهند که بتوانند ساعت داخلی بدن را سریع‌تر و مؤثرتر تنظیم کنند.

این می‌تواند به معنای سازگاری آسان‌تر با مناطق زمانی جدید، کاهش علائم معمول خستگی و بهبود رفاه کلی باشد.

با پیشرفت این یافته‌ها، پتانسیل ایجاد درمان‌های هدفمند و در دسترس که به‌طور خاص جت لگ را مورد هدف قرار می‌دهند، افزایش می‌یابد و امید جدیدی برای افرادی که همیشه در حرکت هستند فراهم می‌کند.

این تحقیق در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.