BİLİM|| Etenemizin mimarı genomik parazitler

Yeni yayımlanan bir çalışma, 100 milyon küsur yıl önce memeliler arasında yayılan bir genom paraziti türünün beklenmedik bir işlevini keşfetti. İnsan ve diğer memelilerin atalarında bulunan rahmin, yumurtaların üretildiği bölge olmaktan çıkıp yavruları besleyen eteneye evrimine genomumuzun yaklaşık yarısını işgal eden genetik parazitlerin bir türü yardımcı olmuştu.

Eteneli memeliler, yumurtlamak ya da yavrularını kangurular gibi kesede taşımak yerine, yavrularını erken gelişim sırasında rahimlerinde muhafaza edip beslerler. Nature Genetics dergisinde 25 Eylül tarihinde yayımlanan birçalışma memelilerin yavrularını rahimlerinde taşımalarını sağlayan şaşırtıcı moleküler değişimleri resmetti.

Makalenin yazarlarından Yale Üniversitesi Ekoloji ve Evrimsel Biyoloji Bölümü profesörü Günter Wagner, son yirmi yılda evrimsel süreçlere dair algıda ciddi değişiklikler olduğunu belirtiyor. Geçmişte, evrimsel değişimlerin DNA moleküllerindeki küçük mutasyonların tedrici birikimiyle şekillendiği düşünülürdü. Bugünse evrimsel yeniliklerin sık sık genomda orta-büyük ölçekli yeniden organizasyonlar sonucu doğduğunu görüyoruz – genlerin veya kromozomların çiftlenmesi gibi. Wagner ve ekibi de çalışmalarında, yaygın kes-yapıştır işlemlerinin genomu nasıl değiştirip, yeni işlevler yarattığını gösterdiler.

Hamileliğin evrimsel tarihini ortaya çıkarma amacıyla yola çıkan ekip, önce rahmin iç zarını oluşturan endometriyum hücrelerini inceledi. Üç türün endometriyumunu karşılaştırdılar: Keseli bir memeli olan opossum*, armadillo** ve insan. Armadillo ve insan birbirlerine çok uzak akraba oldukları halde, ikisi de etenelidir. Yani iki türde de rahim hücreleri, hamilelik sırasında fetüsü besleyen eteneye (plasentaya) dönüşür.

Ekip, bu üç türün endometriyumunda gen anlatımını, yani hangi genlerin aktif olduğunu ölçüp karşılaştırdılar. Bu sayede yalnızca eteneli memelilerin rahminde anlatılan 1500 gen bulundu. Dikkat çekici olan, bu genlerin aslında opossumda da bulunması, ama rahimde anlatılmamalarıydı.

Peki bu genler nasıl olup da insan ve armadillonun rahminde anlatılıyorlar? Eteneli genomlarını inceleyen ekip, söz konusu genlerin yakın çevrelerinde özel bir tür genetik parazitin çok sık görüldüğünü farketti.

‘Transpozon’, ya da gezgin adı verilen parazit DNA dizilerini Barbara McClintock 40 yıl önce mısır bitkisinde keşfetmişti. Transpozonların özel bir işlevleri yoktur, ancak kendilerini çoğaltmaya yarayan genleri vardır. Hücre bölünürken, fırsat buldukça transpozonlar da kes-yapıştır ya da kopyala-yapıştır yöntemleriyle hücre genomunda yayılırlar – tıpkı virüsler gibi. Nitekim insan genomunun büyük kısmı transpozonlardan oluşur.

Wagner ve ekibi, insan ve armadilloya özgü endometriyum genlerinin çevresinde de MER20 isimli özel bir tür transpozon bulunduğunu farkettiler. İlginç olan, MER20’nin eteneli memelilere mahsus bir parazit olmasıydı.

Transpozonlar bir genin yakınına kendilerini kopyalarlarsa, genin anlatım düzeyini etkileyebilir, artırabilir ya da azaltabilirler. Bu bilgiden yola çıkan araştrırmacı ekip, MER20’lerin çevredeki genlerin anlatımına etkisini incelediler. Ekip, tahmin ettikleri üzere, MER20’lerin çevrelerindeki genlerin hamilelik koşullarında anlatılmasını veya susturulmasını sağladıklarını buldular.

RNA-dizileme, genom analizi ve immünopresipitasyon gibi yöntemlerin kullanıldığı bu şık çalışma, transpozonların rasgele kes-yapıştır işlemlerinin, etene evrimine nasıl yardımcı olduğunu gösteriyor.

Öte yandan araştırmacılar, bu mutasyonların etenenin evriminde yalnızca bir öğe olduğunu da belirtiyorlar. Bir organın evrimi gibi karmaşık değişimler, sayısız mutasyon içinden faydalı olan az sayıda mutasyonun on milyonlarca nesil boyunca seçiliminin sonucu oluşur.

*Opossum gelişmekte olan yavrularını yalnızca iki hafta boyunca bir tür yumurta sıvısında besler, ardından yavrular annenin kesesine tırmanır ve orada süt emerler.

** Armadillo Amerika’ya mahsus zırhlı bir eteneli memelidir. İnsan ile ortak atası 105 milyon yıl önce yaşamıştır. Etenelilerin opossumla son ortak ataları ise 150 milyon yıl önce yaşamıştır. Daha da uzaklaşırsak, kuş ve sürüngenlerle ortak atamız 310 milyon yıl öncesine aittir.

(soL – Bilim)

Yorumlar

yorumlar

Yazar Hakkında

Benzer yazılar

Yanıt verin.

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir