מדענים גילו לפני שנים כי ההיפותלמוס – המסייע בניהול טמפרטורת הגוף, רעב, דחף מיני, שינה ועוד – כולל נוירונים המבטאים את החלבון Opsin 3 (OPN3). עם זאת, הרבה פחות ברור היה מה שהחלבון החושל האור הזה עושה כל כך עמוק בתוך המוח.
מחקר שפורסם ב PNAS מציע כי OPN3 ממלא תפקיד חשוב בוויסות צריכת המזון.
התוצאות שלנו חושפות מנגנון שבאמצעותו קולטן OPN3 הלא -חזותי OPN3 מווסת את צריכת המזון באמצעות הקולטן Melanocortin 4 MC4R, מה שחשוב לוויסות איזון האנרגיה והתנהגות האכלה. ממצא זה מעניין מכיוון שמוטציות של אובדן פונקציה ב- MC4R הן גורם גנטי ידוע להשמנה אצל בני אדם. "
אלנה אוונצ'אה, פרופסור למדעי הרפואה, מכון קרני למדעי המוח, אוניברסיטת בראון
המחקר הובל על ידי הלה חדד, שערך את המחקר בזמן דוקטורט. סטודנטים ואחר כך עמית מחקר פוסט -דוקטורט אצל בראון, עם הסופרים הבכירים אונצ'אה וריצ'רד לנג, מנהל קבוצת המערכות החזותיות בסינסינטי ילדים.
צוות המחקר דיווח כי OPN3 מתפקד יחד עם MC4R ותעלת אשלגן KIR7.1 כדי לווסת אותות תאים מסוימים כמו גם ירי עצבי באזור מפתח השולט על איזון האנרגיה. ראוי לציין שכאשר עכברים הונדסו לחסר OPN3 בחלק זה של ההיפותלמוס, הם אכלו פחות משמעותית והיו פחות פעילים מעכברי בקרה.
"אנחנו מאוד נרגשים לכך שבפעם הראשונה, מנגנון סלולרי של מה שעושה OPN3 במוח," אמר אוקסיאה.
OPSIN 3 היה מוקד המחקר במעבדה של אוקנאה במשך כמעט עשור, והצוות גילה שהוא קיים במלנוציטים, שם הוא מתפקד בפיגמנטציה, ופיתח מודל עכבר לזיהוי אזורי המוח הספציפיים שבהם חלבון זה נמצא בא לידי ביטוי. חוקרים במעבדה של לאנג חקרו גם OPN3 ברקמות שומן ובמוח, בעיקר באמצעות כלי גנטיקה של עכברים. שני צוותי המחקר החלו לשתף פעולה בסביבות 2020.
אמנם הממצאים שלהם מוסיפים תובנה חשובה לגבי תפקידו של OPN3, אך החוקרים אמרו כי מחקר רב יותר נחוץ כדי לטפל בשאלה האם המנגנון מתפקד גם בדרכים דומות במוח האנושי.
"אמנם זיהינו את המנגנון ותפקודו של OPN3 באזור זה של ההיפותלמוס, אך כיצד עובד קולטן זה באזורים אחרים במוח נותר חמקמק", אמר אוקסיאה. "חייבת להיות פרדיגמה משותפת לתפקוד OPN3 באזורים שונים, ואנחנו עדיין מחפשים את זה."
יתר על כן, "הניתוח הנוכחי אינו פותר את השאלה האם OPN3 יכול לתפקד כחיישן אור במוח העכבר", אמר לנג. "זה נותר לטפל במחקרים עתידיים."
ויסות התנהגות האכילה ומשקל הגוף הוא מורכב ביותר, אמר אוקסיאה.
"להבין כיצד לטפל בסוגיות מורכבות אלה דורש הבנה רחבה יותר של התהליכים הסלולריים המעורבים", אמרה.
מחקר זה נתמך על ידי מתקן ההדמיה של אוניברסיטת בראון וליבת המיקרוסקופיה, וליבת העריכה של בעלי החיים והגנום המהונדסים אצל ילדים בסינסינטי. המימון למחקר הגיע מהמכונים הלאומיים לבריאות (R01AR076241, R01EY027077, R01EY032029, R01EY032752, R01EY032566 ו- R01EY03456) והקרן הלאומית למדע, בין מקורות אחרים.
