Bilim İnsanları Opnin 3’ün Yiyecek İçme ve Enerji Dengesi Üzerindeki Ana Rolünü Keşfetti
Yıllar önce bilim insanları, vücut sıcaklığını yönetmeye, açlık, cinsel dürtü, uyku ve daha fazlasını düzenlemeye yardımcı olan hipotalamusun, beyinde derinlerde bulunan protein opsin 3 (OPN3) ifade eden nöronlar içerdiğini keşfettiler. Ancak, bu ışık algılama proteininin beyindeki bu kadar derin bir noktada ne işe yaradığı çok daha az açıktı.
PNAS’da yayımlanan bir çalışma, OPN3’ün yiyecek tüketimini düzenlemede önemli bir rol oynadığını öne sürüyor.
“Sonuçlarımız, görsel olmayan opsin reseptörü OPN3’ün, enerji dengesini ve beslenme davranışını düzenlemek için hayati olan melanokortin 4 reseptörü MC4R aracılığıyla yiyecek alımını nasıl modüle ettiğini ortaya koyuyor. Bu bulgu ilginç çünkü MC4R’deki fonksiyon kaybı mutasyonları, insanlarda obezitenin bilinen genetik nedenlerinden biridir.”
Elena Oancea, Tıp Bilimleri Profesörü, Carney Beyin Bilimleri Enstitüsü, Brown Üniversitesi
Çalışma, araştırmayı yapan Hala Haddad tarafından yönetildi. Haddad, araştırmayı doktora öğrencisiyken ve ardından Brown Üniversitesi’nde postdoktora araştırma görevlisi olarak gerçekleştirdi ve çalışmanın kıdemli yazarları Oancea ve Cincinnati Çocuk Hastanesi Görsel Sistemler Grubu Direktörü Richard Lang tarafından yönlendirildi.
Araştırma ekibi, OPN3’ün enerji dengesini kontrol eden önemli bir bölgede bazı hücre sinyallerini ve nöronal ateşlemeyi düzenlemek için MC4R ve Kir7.1 potasyum kanalı ile birlikte çalıştığını bildirdi. Özellikle, fareler bu hipotalamus bölgesinde OPN3’e sahip olmayacak şekilde tasarlandığında, kontrol farelerinden çok daha az yediler ve daha az aktiftiler.
“OPN3’ün beynin içinde ne yaptığına dair bir hücresel mekanizmaya sahip olduğumuz için çok heyecanlıyız,” dedi Oancea.
Opsin 3, Oancea’nın laboratuvarında yaklaşık on yıl boyunca araştırmanın odağı olmuş ve proteinin pigmentasyonda nasıl işlev gördüğüne dair melanositlerde bulunduğunu ve bu proteinin ifade edildiği özel beyin bölgelerini tanımlamak için bir fare modeli geliştirdiklerini keşfetmiştir. Lang’ın laboratuvarındaki araştırmacılar da OPN3’ü yağ dokusunda ve beyinde, başlıca fare genetik araçlarını kullanarak incelemişlerdir. İki araştırma ekibi yaklaşık 2020 yılında işbirliğine başlamıştır.
Bu bulgular, OPN3’ün fonksiyonu hakkında önemli bir anlayış sunarken, araştırmacılar mekanizmanın insan beyninde benzer şekilde çalışıp çalışmadığını ele almak için daha fazla çalışmanın gerekli olduğunu belirttiler.
“OPN3’ün hipotalamusun bu bölgesindeki mekanizma ve fonksiyonunu tanımlarken, bu reseptörün beynin diğer bölgelerinde nasıl çalıştığı hala belirsizdir,” dedi Oancea. “Farklı bölgelerde OPN3 fonksiyonu için ortak bir paradigma olmalı ve bunu hala arıyoruz.”
Ayrıca, “mevcut analiz, OPN3’ün fare beyninde ışık sensörü olarak çalışıp çalışamayacağı sorusunu çözemez,” dedi Lang. “Bu, gelecekteki çalışmalarda ele alınması gereken bir konudur.”
Yeme davranışı ve vücut ağırlığının düzenlenmesi son derece karmaşıktır, dedi Oancea.
“Bu karmaşık konularla nasıl başa çıkılacağını anlamak, dahil olan hücresel süreçlerin daha geniş bir anlayışını gerektirir,” dedi.
Bu çalışma, Brown Üniversitesi Görüntüleme Tesisleri ve Mikroskopi Çekirdeği ile Cincinnati Çocuklarının Transgenik Hayvan ve Genom Düzenleme Çekirdeği tarafından desteklenmiştir. Araştırmanın finansmanı, Ulusal Sağlık Enstitüleri (R01AR076241, R01EY027077, R01EY032029, R01EY032752, R01EY032566 ve R01EY034456) ve Ulusal Bilim Vakfı dahil olmak üzere diğer kaynaklardan gelmiştir.
Kaynak: Journal referansı: Haddad, H. K., et al. (2025) Hypothalamic opsin 3 suppresses MC4R signaling and potentiates Kir7.1 to promote food consumption. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2403891122.
