Son çalışmalar, ölümcül hastalıkların tedavisi için yapılacak çalışmaların önünü açtı. DNA ’mız –özellikle İnsan Genom Projesi ile belirlenen 25,000 gen– şimdi yaygın şekilde insan bedeni için talimat kitabı olarak kabul ediliyor. Ancak genlerin kendilerinin ne yapacaklarının, nerede ve ne zaman yapacaklarının talimatlarına gereksinimleri var.
2000 yılına geri dönersek, Duke Üniversitesi’nde radyasyon onkoloğu olan profesör Randy Jirtle ve onun doktora öğrencisi Robert Waterland sade olan, çığır açan genetik bir deney tasarladı.
Bilim insanları tarafından agouti fare olarak bilinen şişman sarı fare çiftleri ile başladılar, agouti fare denmesinin nedeni bu farelerin özel bir gen – agouti geni – taşımalarıdır, bu onları kanser ve diyabetlere eğilimli duruma getiren obur ve sarı kemirgenler olmalarına neden olur. Jirtle ve Waterland bu küçük yaratıkların talihsiz genetik mirasını değiştirip değiştiremeyeceklerini görmek için çalışmaya koyuldular.
Tipik olarak, aguti faresi doğurduğu zaman, yavruların çoğu ebeveynlerine tamamen benzerler: sarı, şişman ve yaşamı kısaltan hastalıklara karşı hassas. Ancak, Jirtle ve Waterland’ın deneyindeki ebeveyn fare, tamamen farklı görünen yavrular üretti. Bu genç fareler zayıf ve kahverengi idi. Dahası, ebeveynlerinin kansere ve diyabet hastalıklarına hassaslıklarını göstermediler ve dinç bir ihtiyarlık yaşadılar. Aguoti geninin etkileri silinmişti.
Dikkate değer şekilde, araştırmacılar farenin DNA’sının tek bir harfini değiştirmeden bu dönüşümü gerçekleştirdiler. Onların yaklaşımı radikal şekilde basitti – annenin diyetini değiştirdiler. Gebe kalmasından hemen önce başlayarak, Jirtle ve Waterland bir anne fare test grubunu bir gene yapışıp onu kapatabilen küçük kimyasal kümeler olan metil donörleri bakımından zengin bir diyetle beslediler. Bu moleküller çevrede yaygındır ve soğan, sarımsak, pancar ve çoğunlukla hamile kadınlara verilen besin destekleri dahil bir çok gıdada bulunur. Anneler tarafından tüketildikten sonra, metil donörler embriyo kromozomları geliştirmek ve kritik agouti geni için çalışmaya başladılar. Anneler agouti genini çocuklarına sağlam aktardılar, ama metilce zengin hamile diyetleri sayesinde, gene, genin sağlığa zararlı etkilerini azaltan kimyasal bir anahtar (elektrik düğmesi) eklediler.
Sadece diyet değişimiyle, laboratuar agouti faresi (soldaki) görünüşü ve hastalığa hassasiyeti belirgin şekilde farklı olan genç (sağdaki) fareyi doğurmaya teşvik edildi.
Jirtle, “Hamile anne farenin besin değişiminde süptil, ince bir değişiklik yapmanın bebeğin gen ifadesinde dramatik etkisi olabilmesi biraz esrarengiz, biraz da korkutucu idi” diyor. “Sonuçlar epigenetik değişikliklerin nasıl önemli olabileceğini gösterdi.” [Epigenetik,biyoloji‘de, DNA dizisindeki değişikliklerden kaynaklanmayan, ama aynı zamanda ırsi olan, gen ifadesi değişikliklerini inceleyen bilim dalıdır. Diğer bir deyişle, ırsi (kalıtımsal) olup genetik olmayan fenotipik varyasyonları incelemektedir. Bu değişiklikler hücreyi ya da organizmayı doğrudan etkilemektedir ancak, DNA dizisinde hiç bir değişiklik gerçekleşmemektedir.]
DNA’mız – özellikle İnsan Genom Projesi ile belirlenen 25,000 gen – şimdi yaygın şekilde insan bedeni için talimat kitabı olarak kabul ediliyor. Ancak genlerin kendilerinin ne yapacaklarının, nerede ve ne zaman yapacaklarının talimatlarına gereksinimleri var.
Bir insan karaciğer hücresi beyin hücresiyle aynı DNA’yı içerir, yine de bir şekilde sadece karaciğerin işlev yapması için gereksinim duyulan proteinleri kodlamayı bilir. Bu talimatlar DNA’nın kendisinin harflerinde bulunmaz, ama epigenom olarak bilinen kimyasal işaretler ve düğmelerin dizilişinde, onun üzerinde bulunur, bu epigenom çifte sarmalın uzunluğu boyunca uzanmaktadır. Bu epigenetik düğmeler ve işaretler sırayla belirli genlerin ifadesini açar veya kapatır. Epigenomu, etkileyici çeşitlilikteki proteinleri, hücre türlerini ve bireyleri imal etmesi için DNA donanımını harekete geçirme yeteneği olan karmaşık bir program kodu olarak düşünün.
Son yıllarda, epigenetik araştırmacıları hangi genlerin açılıp kapanabileceğini belirleyen birçok moleküler dizilişlerin ve kalıpların anlayışında büyük gelişmeler sağladılar. Onların çalışması, epigenomun insanlar dahil organizmaların sağlıklı gelişimi için DNA kadar kritik olduğunu artan şekilde açığa çıkardı. Jirtle ve Waterland’ın deneyi epigenomun çevreden gelen işaretlere hassas olduğunun ölçüt gösterimi idi. Giderek daha çok araştırmacı bir vitaminin ekstra parçasının, bir toksine kısa süreli maruz kalmanın, hatta anneliğin ilave dozunun eklenmesinin epigenomu çimdikleyebileceğini, böylece bireyin bedenini ve beyninin yaşam boyu etkileyecek şekilde genlerimizin yazılımını değiştirebileceğini buluyor…
Kaynak: Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Moleküler Biyoloji ve Genetik Resmi Kulübü’nün internet sitesi
Editörden Not: Bu ilginç yazının yazarına ve oldukça faydalı bilgilerin yer aldığı, ustalıkla oluşturulmuş internet sitesinin yapımında, içeriklerinde, güncellenmesinde emeği geçen herkese teşekkürlerimizi sunuyoruz. Diğer üniversitelere örnek olması dileklerimizle…
