YÜKSEK LIFLI BESLENME ŞEKLI DEMANS RISKINI AZALTABILIR
Japonya'da bulunan Tsukuba Üniversitesi'nden araştırmacılar, yüksek seviyelerde lif içeren yiyeceklerin, özellikle çözünebilir lifin, daha düşük demans riski ile ilişkili olduğunu buldular.
Sık sık lif tüketmemiz gerektiğini söyleyen uzmanlar, sağlıklı bir sindirim sistemi için bunun önemli olduğunun altını çizerler. Ayrıca düşük kolesterol gibi kardiyovasküler faydaları da vardır. Şimdi, lifin sağlıklı bir beyin için de hayati önem taşıdığına dair kanıtlar ortaya çıkıyor. Yakın zamanda Nutritional Neuroscience dergisinde yayınlanan yeni bir çalışmada, Japonya'dan araştırmacılar, yüksek lifli bir diyetin daha düşük demans geliştirme riski ile ilişkili olduğunu ortaya çıkardılar.
Araştırmanın başyazarı Profesör Kazumasa Yamagishi, “Demans genellikle uzun süreli bakım gerektiren yıkıcı bir hastalıktır. Diyet lifinin önleyici bir rol oynayabileceğini öne süren bazı yeni araştırmalar üzerinde çalıştık. Araştırmamızı 1980'lerde başlayan büyük bir araştırma için Japonya'daki binlerce yetişkinden toplanan verileri kullanarak yaptık" dedi.
Katılımcılar 1985 ve 1999 yılları arasında beslenme şekillerindeki tüketimlerini değerlendiren anketleri tamamladılar. Katılımcılar genellikle sağlıklıydılar ve 40 ila 64 yaşları arasındaydılar. Daha sonra 1999'dan 2020'ye kadar takip edildiler ve bakım gerektiren demans geliştirip geliştirmedikleri kaydedildi.
Bilim insanları toplamda 3739 yetişkinden elde edilen verileri beslenme şekillerindeki lif miktarlarına göre dört gruba ayırdılar. Araştırmada daha yüksek düzeyde lif tüketen grupların demans geliştirme şansının azaldığı da bu şekilde bulundu.
Ekip ayrıca iki ana lif türü arasında fark olup olmadığını da inceledi: Çözünebilir ve çözünemeyen lifler. Yulaf ve baklagiller gibi gıdalarda bulunan çözünebilen lifler, diğer sağlık yararları sağlamanın yanı sıra bağırsakta yaşayan faydalı bakteriler için de önemlidir. Tam tahıllar, sebzeler ve diğer bazı gıdalarda bulunan çözünemeyen liflerin bağırsak sağlığı için önemli olduğu da bilinmektedir. Araştırmacılar, lif alımı ve demans arasındaki bağlantının çözünebilir lifler için daha belirgin olduğunu buldular.
Ekibin, diyet lifi ile demans riski arasındaki bağlantının altında yatan şeyin ne olabileceğine dair bazı teorileri de bulunmaktadır. Profesör Yamagishi, "Mekanizmalar şu anda bilinmiyor, ama bağırsak ve beyin arasında meydana gelen etkileşimleri içerebilir. Bir olasılık, çözünebilir lifin bağırsak bakterilerinin bileşimini düzenlemesidir. Bu bileşim, demansın başlangıcında rol oynayan nöroinflamasyonu etkileyebilir. Diyet lifinin vücut ağırlığı, kan basıncı, lipidler ve glikoz seviyeleri gibi demans için diğer risk faktörlerini azaltması da mümkündür. Çalışma hâlâ erken bir aşamada ve diğer popülasyonlardaki ilişkiyi doğrulamak önemli" dedi.
Makale: “Dietary fiber intake and risk of incident disabling dementia: the Circulatory Risk in Communities Study” by Kazumasa Yamagishi Koutatsu Maruyama, Ai Ikeda, Masanori Nagao, Hiroyuki Noda, Mitsumasa Umesawa, Mina Hayama-Terada, Isao Muraki, Chika Okada, Mari Tanaka, Rie Kishida, Tomomi Kihara, Tetsuya Ohira, Hironori Imano, Eric J. Brunner, Tomoko Sankai, Takeo Okada, Takeshi Tanigawa, Akihiko Kitamura, Masahiko Kiyama and Hiroyasu Iso, 6 February 2022, Nutritional Neuroscience.
DOI: 10.1080/1028415X.2022.2027592
Kalamarlar, ahtapotlar ve mürekkepbalıkları onları inceleyen bilim insanları için bile harika ve bir o kadar da tuhaf yaratıklardır. Yumuşak gövdeli veya koleoid kafadanbacaklılar olarak bilinen omurgasızlar; diğer omurgasızlarla kıyaslandığında en büyük sinir sistemine, ani kamuflaj gibi karmaşık davranışlara ve hünerli emicilerle süslenmiş kollara ve diğer evrimsel benzersiz özelliklere sahiptirler.
Şimdiyse bilim insanları yaptıkları yeni araştırmalar ile bu olağandışı hayvanların nasıl ortaya çıktıklarını anlamak için kafadanbacaklıların genomları üzerinde çalışmalar yaptılar. Araştırmalar boyunca kafadanbacaklıların genomlarının hayvanlar kadar tuhaf olduğu keşfedildi.
MBL'de Hibbitt Üyesi olan çalışmanın yardımcı yazarı Caroline Albertin, “Büyük ve ayrıntılı beyinler birkaç kez evrimleşmiştir. Bu konuda ünlü bir örnek omurgalılardır. Bir diğeri ise büyük ve karmaşık bir sinir sisteminin nasıl bir araya getirilebileceğine ayrı bir örnek teşkil eden yumuşak gövdeli kafadanbacaklılardır. Kafadanbacaklıların genomunu anlayarak sinir sisteminin kurulmasında önemli olan genlerin yanı sıra nöronal işlevler hakkında da fikir sahibi olabiliriz" dedi.
Albertin’in yakın zamanda yayınladığı bir araştırmada üç kafadanbacaklı türü - iki mürekkep balığı (Doryteuthis pealeii ve Euprymna scolopes) ve bir ahtapot (Octopus bimaculoides) - genomları analiz edilip karşılaştırıldı.
Chicago Üniversitesi'nde nörobiyoloji, biyoloji ve anatomi dallarından Profesör Clifton Ragsdale, "Muhtemelen bu yeni çalışmadaki en büyük ilerleme, tümü MBL'de çalışmaya uygun olan, üçten az olmayan kafadanbacaklı genomunun kromozomal düzeydeki topluluklarını sağlamaktır" dedi.
Albertin, "Kromozom düzeyindeki düzenekler hangi genlerin orada olduğunu ve sıralarının ne olduğunu daha iyi düzeltmemize izin verdi, çünkü genom daha az parçalanmıştı. Artık bu genlerin ifadesini yönlendiren düzenleyici unsurları incelemeye başlayabiliriz" dedi.
Sonunda genomların karşılaştırılması bilim insanlarının yumuşak gövdeli kafadanbacaklılarda yeni özelliklerin evrimine kısmen üç faktörün aracılık ettiği sonucuna varmalarına yol açtı:
↗ Evrimin başlarında kafadanbacaklı genomunun büyük ölçüde yeniden düzenlenmesi,
↗ Belirli gen ailelerinin genişlemesi,
↗ Özellikle sinir sistemi dokularında haberci RNA moleküllerinin büyük ölçekli düzenlenmesi,
Araştırmacılar açıkça kafadanbacaklı genomunun "inanılmaz derecede karışık" olduğunu buldular.
Yakın zamanda yayınlanan ilgili bir çalışmada bir ekip, Euprymna skoplarındaki yüksek oranda yeniden organize olmuş genomun gen ekspresyonunu nasıl etkilediğini araştırdı. Ekip, genomun yeniden düzenlemelerinin büyük ve ayrıntılı sinir sistemleri de dahil olmak üzere, yeni kafadanbacaklı dokularının birçoğunun yapımında yer alabilecek yeni etkileşimlerle sonuçlandığını buldu.
Albertin, "Birçok hayvanda genom içindeki gen düzeni evrimsel zaman boyunca korunmuştur, fakat kafadanbacaklılarda genom yeniden yapılanma patlamalarından geçti. Bu ilginç bir durum sunar: Genlerin ifadesini yönlendiren yeni düzenleyici unsurlarla genler, genomda yeni yerlere yerleştirilir. Bu, yeni özelliklerin gelişmesi için fırsatlar oluşturabilir” dedi.
Kafadanbacaklıların genomlarını çarpıcı kılan şey ne?
Çalışmaların sağladığı kafadanbacaklı genomlarına ilişkin temel bilgiler şunları içermektedir;
BÜYÜKLER
Doryteuthis genomu, insan genomundan 1,5 kat daha büyüktür ve ahtapot genomu, bir insan genomunun yüzde 90'ı kadardır.
KARIŞMIŞLAR
Ragsdale, "Bu yeni çalışmayla yumuşak gövdeli kafadanbacaklıların evriminin benzer şekilde büyük genom değişiklikleri içerdiğini biliyoruz, ama değişiklikler tüm genomların kopyaları
değil, daha çok ucu bucağı olmayan genomların yeniden düzenlemeleri, sanki ataların genomları bir karıştırıcıya konmuş gibi" dedi.
Bu yeni bilgiyle kafadanbacaklıların ve omurgalıların paylaştığı bu temel benzersiz özelliklerin, özellikle orantısız olan büyük beyinlere ve büyük bedenler sahip olma kapasitelerinin altında, büyük ölçekli genom değişikliklerinin nasıl olabileceği sorulmaya başlanabilir. Şaşırtıcı bir şekilde üç kafadanbacaklı genomunun, diğer hayvanlarla karşılaştırıldığında, birbirlerine göre oldukça yeniden düzenlenmiş olduğu da bulundu.
Albertin, "Ahtapot ve kalamar yaklaşık 300 milyon yıl önce birbirlerinden ayrıldılar. Bu yüzden çok ayrı evrimsel geçmişleri varmış gibi görünüyorlar. Bu heyecan verici sonuç, kafadanbacaklı genomlarındaki dramatik yeniden düzenlemelerin, kalamar ve ahtapot evriminde önemli olan yeni gen düzenleri ürettiğini gösteriyor" açıklamasında bulundu.
YENI GEN AILELERI IÇERIYORLAR
Ekip, kafadanbacaklılara özgü yeni gen ailelerinde yüzlerce gen tanımladı. Bu yeni kafadanbacaklı gen ailelerinde diğer hayvanlarda ortak olan bazı eski gen düzenleri korunurken genlerin düzenlenmesi çok farklı görünüyor. Bu kafadanbacaklılara özgü gen ailelerinden bazıları, kalamar beyni de dahil olmak üzere, benzersiz kafadanbacaklı özelliklerinde yüksek oranda ifade edilmektedir.
BAZI GEN AILELERI ALIŞILMADIK ŞEKILDE GENIŞLER
Albertin yaptığı açıklamada, "Bunun heyecan verici bir örneği de protokadherin genleridir. Kafadanbacaklılar ve omurgalılar zamanla bu gen ailesini kaybeden sinekler ve nematodların aksine, protokadherinlerini bağımsız olarak kopyaladılar. Bu kopyalama, belki de omurgalılarda ve kafadanbacaklılarda büyük ve karmaşık sinir sistemlerinin bağımsız evriminde rol oynayan zengin bir moleküler çerçeveyle sonuçlandı. Ayrıca, kalamarın gaga taşını (kalamar kemiği) veya emicilerini yapmakla ilgili genler gibi türe özgü gen ailesi genişlemelerini de buldular. Bu gen ailelerinin hiçbiri ahtapotta bulunamadı. Bu yüzden, bu ayrı hayvan grupları, yeni biyolojilerini gerçekleştirmek için yeni gen aileleri ile geliyorlar" dedi.
RNA DÜZENLEME
MBL'deki önceki araştırmalar, kalamarların ve ahtapotların, hayvanların üretebileceği protein türlerini çeşitlendiren olağanüstü yüksek bir RNA düzenleme oranı sergilediğini göstermiştir. Bu bulguyu takip etmek için Albertin, Doryteuthis'te 26 farklı dokudan RNA'yı sıraladı ve farklı dokular arasında RNA düzenleme oranlarına baktı.
Albertin, "Bir proteinin dizisini sinir sistemiyle, özellikle beyinde ve dev fiber lobunda sınırlandıracak şekilde değiştiren RNA düzenlemesi için çok güçlü bir sinyal bulduk. Farklı dokular arasındaki bu kurgu kataloğu, kurgunun etkileri hakkında takip eden sorular sormak için bir kaynak sağlıyor. Örneğin, RNA düzenlemesi, hayvanın sıcaklıktaki veya diğer çevresel faktörlerdeki değişikliklere uyum sağlamasına yardımcı olmak için mi gerçekleşiyor? Genom dizilerinin yanı sıra, RNA düzenleme sitelerinin ve oranlarının kataloğuna sahip olmak, gelecekteki çalışmaları büyük ölçüde kolaylaştıracaktır" dedi.
Bu üç kafadanbacaklı türü, bilimsel araştırmalara geçmişteki ve gelecekteki önemleri göz önüne alındığında, çalışma için seçilmiştir.
Albertin, "Genomunu sıralayarak bir hayvan hakkında çok şey öğrenebiliriz ve genom, ileriye dönük her türlü araştırma için önemli bir araç seti sağlar" açıklamasında bulundu.
BUNLAR:
Atlantik’te yaşayan uzun yüzgeçli kıyı kalamarı (Doryteuthis pealeii).
MBL'de ve başka yerlerde bu kalamar üzerinde yaklaşık bir yüzyıla yakın süren araştırma nörotransmisyonun temel ilkelerini ortaya çıkardı (bazı keşifler Nobel Ödülü de kazandı). Yine de üzerinde iyi çalışılmış bu kalamar hakkında çıkarılan genom dizisinin ilk raporudur. İki yıl önce, bir MBL ekibi, ön genomik dizi verileri ve CRISPr-Cas9 genom düzenlemesinden yararlanarak Doryteuthis pealeii kullanarak bir kafadanbacaklıda ilk gen nakavtını gerçekleştirdi.
Hawaii kısa kuyruklu mürekkep balığı (Euprymna scolopes). Parlayan bir bakteri, kalamardaki benzersiz bir "hafif organın" içinde, her ikisinin de karşılıklı yararına yaşar (simbiyotik ilişki). Bu tür, hayvan-bakteriyel simbiyoz ve gelişimin diğer yönlerini incelemek için bir model sistem haline geldi. 2019'da bir taslak E. scolopes genom derlemesi yayınlandı.
Kaliforniya iki benekli ahtapotu (Octopus bimaculoides). Bilimsel araştırma bloğunda nispeten yeni olan tür, şimdiye kadar dizilenen ilk ahtapot genomuydu. Albertin, 2015 yılında taslak genomunu yayınlayan ekibin ortak liderliğini yaptı. MAKALELER:
“Genome and Transcriptome Mechanisms Driving Cephalopod Evolution” by Caroline B. Albertin, Sofia Medina-Ruiz, Therese Mitros, Hannah Schmidbaur, Gustavo Sanchez, Z. Yan Wang, Jane Grimwood, Joshua J. C. Rosenthal, Clifton W. Ragsdale, Oleg Simakov and Daniel S. Rokhsar, 4 May 2022, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-022-29748-w
“Emergence of novel cephalopod gene regulation and expression through large-scale genome reorganization” by Hannah Schmidbaur, Akane Kawaguchi, Tereza Clarence, Xiao Fu, Oi Pui Hoang, Bob Zimmermann, Elena A. Ritschard, Anton Weissenbacher, Jamie S. Foster, Spencer V. Nyholm, Paul A. Bates, Caroline B. Albertin, Elly Tanaka and Oleg Simakov, 21 April 2022, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-022-29694-7