Ren geyiğinin boynuzlarını nasıl döktüğünü ve yenilediğini araştırmak, memeli organ yenilenmesine dair ipuçları sunar.

Düşen yaprakların üzerinde ezen toynakları ile ren geyikleri, Noel yaklaşırken beyaz, karlı manzaralara ve folklora atlarlar. Dikenli başlıklarıyla bu görkemli yaratıklar, efsanelerde Noel Baba’nın kişisel şoförleri olarak hizmet etmekten daha büyük bir rol oynarlar; aynı zamanda biyolojik bir süper gücü incelemek için önemli modellerdir.

Ren geyiği, Cervidae geyik familyasından kuzenleriyle birlikte tüm bir organı dökebilir ve yenileyebilir. Hem erkek hem de dişi ren geyiği, bu fenomenin erkek hayvanlara özgü olduğu diğer geyik türlerinin aksine, boynuzları yeniden büyüyebilir. Geyikler boynuzlarını kaybeder ve önümüzdeki birkaç hafta içinde benzeri görülmemiş bir hızda yeniden büyürler.^1,2 Bu aşamada, kadife adı verilen özel cilt, birkaç hafta sonra dökülen boynuzları kaplar ve arkasında kemikli boynuzlar bırakır. Hayvanlar birkaç ay sonra bu yapıları tekrar düşürerek yeni bir boynuz yenileme turuna başlarlar. Tekrarlanan dökülme ve yenilenmeye rağmen, geyikler her döngü boyunca arkalarında herhangi bir iz bırakmadan boynuz derilerini kusursuz bir şekilde yeniden büyütürler.

Changchun Bilim-Teknoloji Üniversitesi’nde bir boynuz biyoloğu olan Chunyi Li, 40 yıl önce geyikleri incelemeye başladığında, boynuzları bırakma ve yenileme yeteneklerinden etkilendi ve bu süreci incelemenin uygulamalarını hemen fark etti. “Bu alanda çalışmam gerektiğini düşünmeye başladım. Ve gelecekte, insanların kesilmiş uzuvlarını, bacaklarını veya kollarını yeniden büyütmelerine yardımcı olabilirim,” dedi Li.

Ampute edilmiş uzuvların yenilenmesi hala uzak bir rüya olsa da, Li ve araştırmacılar geyiklerde doku yenilenmesi ve onarımının arkasındaki hücresel ve moleküler süreçleri inceleyerek organ yenilenmesi hakkında önemli bilgiler elde ettiler. Bu içgörüler, daha iyi yara ve doku onarım tedavilerinin temelini atabilir ve rejeneratif tıp alanını ilerletmenin önünü açabilir.

Yenilenmeyi İncelemek için Bir Model Olarak Geyik

Geyik ailesinin üyeleri, rejeneratif yeteneklere sahip tek memeliler değildir. Dikenli farelerde cilt yaralanmaları herhangi bir iz bırakmadan iyileşir.^{3 Dikenli} farelerin kulağına delinmiş delikler yeni oluşan kan damarları, kıkırdak, kas ve sinir lifleri ile tamamen kapanır. Ancak Li, bu kemirgenlerin tüm bir organı yenileyemeyeceğini söyledi. “Boynuz, kaybolduğunda tamamen büyüyebilen tek memeli organıdır.”

Calgary Üniversitesi’nde rejeneratif bir biyolog olan Jeff Biernaskie, boynuzların karmaşık organlar olduğu göz önüne alındığında bunun daha da dikkat çekici olduğunu söyledi. “Organ sinirler, büyük kan kaynağı, kemik ve kıkırdaktan oluşur.”

Geyikler aynı zamanda yara iyileşmesini incelemek için değerli bir platformdur. “Geyikler, derilerinin altta yatan fasya kasına bağlı olması bakımından insanlara benzer. Ayrıca gerçekten büyüleyiciler çünkü [dokuyu yenileyebilen] tek büyük hayvanlar onlar.”

Buna ek olarak, ren geyiği hem rejeneratif hem de rejeneratif olmayan iyileşme türleri sergiler; boynuz kadifeleri yara izi oluşturmadan iyileşirken, sırt derilerindeki yaralar yara izi oluşturur.⁴ Ren geyiği, yara izlerini incelemek için yaygın olarak kullanılan fareler ve sıçanlar gibi hayvanlara kıyasla insan izlerini daha yakından taklit eder. Biernaskie, “Ve bu yüzden sadece harika bir yenilenme modeli değil, aynı zamanda oldukça iyi bir yara izi oluşumu modeli” dedi.

Bilim adamları, geyik ailesinin bu benzersiz özelliklerini incelemenin, diğer hayvanlarda rejeneratif iyileşmeyi aktive edebilecek biyolojik mekanizmalara giden yolu gösterebileceğini varsaymışlardır. Tıbbi uygulamalar için rejenerasyonun arkasındaki biyolojiden yararlanmak için, araştırmacılar öncelikle hangi hücrelerin sürece dahil olduğunu anlamalıdır.

Kök Hücreler Boynuz Yenilenmesine Yardımcı Olur

2000’lerin başında Li ve ekibi, boynuzlardaki farklı hücre türlerini tanımlamaya odaklandı. Rejenerasyon sırasında boynuzlarda bulunan hücre popülasyonunu belirlemek için mikroskopi yöntemleri kullandılar.^5,6

Ekip bazı geyiklerdeki bu hücreleri sildiğinde, hayvanlar mevsim boyunca boynuz yenilenmesi belirtisi göstermedi. Ekip, bu hücre popülasyonunu bazı geyiklerin vücudunun başka bir yere nakletti ve orada boynuz büyümesini gözlemledi, bu da bu hücrelerin boynuz rejenerasyonu için çok önemli olduğunu gösteriyor.⁷

Li ve ekibi daha sonra bu hücre popülasyonunu karakterize etmeye odaklandı. Ekip, çeşitli hücresel ve moleküler teknikler kullanarak bu hücreleri boynuz kök hücreleri (ASC’ler) olarak tanımladı.⁸ Li’nin ekibi yakın zamanda bu ASC’lerin kökenlerini değerlendirmek için yenilenen boynuzların RNA dizilimini gerçekleştirdi.¹ ASC’lere yol açan bir progenitör hücre popülasyonunu belirlediler; bu progenitör hücreler, boynuzların önemli bileşenleri olan hem kemik hem de kıkırdak hücrelerine farklılaşabilir.

Araştırmacılar, ASC kaynaklı rejenerasyonun arkasındaki mekanizmayı anlamak için bu hücreler tarafından salgılanan faktörleri incelediler.ASC’lerden türetilen eksozomların—membran kaplı yapılar—kültürde insan kemik iliği kök hücrelerinin çoğalmasını uzattığını gözlemlediler.⁹ Bu bulgular, bu hücrelerden türetilen eksozomların rejeneratif iyileşmeyi teşvik eden terapötikler geliştirmek için kullanılabileceğini göstermektedir.

Biernaskie, geyiklerin tüm organ yenilenmesinden daha fazlasını incelemek için değerli olduğuna inanıyor. O ve ekibi, iki tür iyileşmenin altında yatan biyolojik farklılıkları anlamak için ren geyiğinin hem cilt yenilenmesini hem de yara izi sergileme yeteneğini araştırıyor.⁴ RNA dizilimi ve proteomik kullanan ekip, yarasız iyileşme gösteren kadife derideki yaraların, yara iz oluşturan arka ciltteki yaralara kıyasla farklı bağışıklık hücrelerinin aktivasyonuna yol açtığını buldu. Normalde farelerin derisindeki yaralar, araştırmacılar boynuz kadife yaralarında aktif olan sinyal yollarını taklit ettiklerinde yara izi bırakmadan iyileşti. Bu sonuçlar, geyik modelinden elde edilen içgörülerin diğer memelilerde rejeneratif iyileşmede potansiyel uygulamaları olabileceğini vurgulamaktadır.

Daha sonra ekip, ren geyiğinden tanımlanan aday yollardan hangisinin türler arasında doğru olabileceğini incelemek için bir domuz modeli kullanacak. Biernaskie, “Çünkü farelerde çalışıyorlarsa, domuzlarda çalışıyorlar, o zaman insanlarda da çalışacakları çok muhtemeldir” dedi.

Geyik Modellerinin Geleceği: Hit mi, Miss mi?

Memeli rejeneratif süreçleri hakkında önemli ipuçları sağlayabilseler de, geyikler geniş çapta çalışılmamıştır. Hem Li hem de Biernaskie bunu lojistik zorluklara bağladı. Geyik işleme, büyük hayvan veteriner bakımı ve vahşi yaşam tıbbında uzmanlar gerektirir. Geyikleri incelemek, bu kadar büyük hayvanları idare etmek için inşa edilmiş tesisler de gerektirir. Bu onu çok pahalı hale getiriyor, dedi Li.

Biernaskie, farelerde veya diğer yaygın laboratuvar hayvanlarında yapılması daha kolay olan transgenik deneyler için uygun olmayan modelde biyolojik sınırlamalar da olduğunu söyledi. Bu komplikasyonu atlatmak için, araştırmacılar önce ren geyiğinde aday rejenerasyonla ilgili genleri tanımlamalı, ardından etkilerini doğrulamak için bu genleri fare modellerinde manipüle etmelidir.

Dahası, kadife cilt bir yılda sadece üç ay boyunca boynuzları kaplar ve bu da araştırmacılara üzerinde çalışmak için sınırlı zaman verir. Sonuç olarak, Biernaskie ve ekibi ren geyiğinde kadife ve sırt deri yarası iyileşmesi arasındaki farkları incelemek için önemli ölçüde zaman harcadılar. Biernaskie, “O özel projeyi yayınlamadan önce neredeyse 10 yıl boyunca çalıştık” dedi.

Bu engellere rağmen, araştırmacılar geyiğin birçok içgörü sunabilecek yararlı bir model olduğuna inanıyor. Bierkaskie, “Erişimi olmayan ancak bu sistemde test etmek istedikleri soruları olan diğer gruplarla işbirliği yapmaya çok açığız” dedi. “Böylece, bu [modeli] tam potansiyeline kadar gerçekten kullanmaya başlayabiliriz.”

Bununla birlikte, geyiklerin, esas olarak bu kadar büyük hayvanlarla çalışmanın lojistik zorlukları nedeniyle, dünya çapındaki araştırmacılar arasında yakın zamanda ana akım hayvan modellerine gireceğine inanmıyor. Bu gibi durumlarda, planaria ve axolotlar da dahil olmak üzere diğer rejeneratif hayvanları incelemek yararlı olabilir. Bu, geyikleri incelemekle birlikte, hayvan aleminde doku yenilenmesini sağlamak için farklı stratejiler hakkında önemli bilgiler sağlayabilir. “Önümüzdeki on yıl boyunca bunu gerçekten bir araya getirmeye başlayacağız ve yeni tedaviler ortaya çıkmaya başlayacak.”

Yazının Tamamı İçin Tıklayınız.

Zemin yiyeceklerine yönelik yürütülen bilimsel araştırmaların net bir cevabı var.

“Onu yemeyeceksin değil mi?” diyor arkadaşınız, siz az önce yere düşürdüğünüz kurabiyeyi almak için eğilirken. “Beş saniye kuralı!” diyorsunuz siz de o kurabiyeyi ağzınıza atmadan önce…

Bu popüler inanışa göre yere bir yiyecek parçası düşürür ve onu beş saniyeden kısa süre içinde alırsanız, güvenli şekilde yiyebilirsiniz. Varsayıma göre zemindeki bakterilerin bu yiyeceğe otostop çekmek için yeterli zamanları yok. Peki gerçekten böyle mi?

2003 yılında ABD’nin Illinois eyaletinde bulunan Chicago Tarım Bilimleri Lisesinde okuyan son sınıf öğrencisi Jillian Clarke, bu beş saniye kuralını teste tabi tutmuş. Düz ve pürüzlü olan iki tip zemin döşemesine Escherichia coli bakterisi aşılamış ve yere düşürdüğü ayılı jelibon ile kurabiyeleri beş saniye boyunca bu döşemelere temas ettirmiş. Clarke ve beraberindekiler, beş saniye içerisinde olsa bile bakterilerin yiyeceklere çok hızlı geçtiğini görerek o popüler inanışa meydan okumuşlar.

Birkaç yıl sonra ise Clemson Üniversitesinde çalışan gıda bilimcisi Paul Dawson ve öğrencileri de beş saniye kuralını test etmiş ve elde ettikleri sonuçları Journal of Applied Microbiology bülteninde yayımlamışlar. Salmonella typhimurium bulaşmış bir döşeme parçasına salam düşürdükleri zaman, bakterilerin %99’undan fazlası sadece beş saniye sonra döşemeden salama geçmiş. Dawson, beş saniye kuralının palavra olduğu sonucuna varmış.

2014 yılında ise İngiltere’deki Aston Üniversitesinde çalışan mikrobiyoloji profesörü Anthony Hilton ve öğrencileri, tartışmanın fitilini yeniden ateşlemiş. E. coli ve Staphylococcus aureus‘un iç mekandaki çeşitli zemin tiplerinden (halı, laminant ve fayans) tost, makarna, bisküvi ve yapışkan şekerlemelere geçişini üç ila 30 saniye arasında değişen temas sürelerinde incelemişler. Ulaştıkları (hakem denetimli bir bilim bülteninde değil ama bir basın bülteninde yayımlanan) sonuçlara göre bir yiyecek parçası zeminle ne kadar uzun süre temas ediyorsa, bakteri içermesi de o kadar muhtemel oluyormuş. Hilton, bu durumun beş saniye kuralı lehine kanıt şeklinde yorumlanabileceğini ancak kesin olmadığını belirtiyor.

Bu araştırma, Rutgers Üniversitesinde çalışan gıda bilimi profesörü Donald Schaffner ve danışmanı olduğu yüksek lisans öğrencisi Robyn C. Miranda’yı beş saniye kuralının geçerliliği üzerine titiz bir çalışma yürütmeye yöneltmiş. Çalışma Applied and Environmental Microbiology bülteninde yayımlanmış. Araştırmacılar, Enterobacter aerogenes‘in bulaştığı dört farklı yüzeye (paslanmaz çelik, seramik fayans, ahşap ve halı) dört farklı yiyecek (karpuz, ekmek, tereyağlı ekmek ve sakızlı şekerler) düşürüldüğü zaman gerçekleşen bakteri transferini incelemişler. <1, 5, 30 ve 300 saniyede gerçekleşen bakteri transferini analiz eden araştırmacılar, daha uzun temas süresinin daha fazla transferle sonuçlandığını ancak bazı transferlerin, 1 saniyeden kısa süre sonra ve “anında” gerçekleştiğini keşfedip, bu yüzden beş saniye kuralını son defa çürütmüşler.

Zemine değen yiyeceği yedikten sonra hastalanma ihtimaliniz, o zeminin ne kadar kirliği olduğu ve mevcut bakteri tipi gibi etmenlere bağlı. Popular Science‘a konuşan ve Arizona Üniversitesinde çalışan mikrobiyolog ve viroloji profesörü Charles P. Gerba, “Çalışmalarımıza göre mutfak zemini, evdeki en mikroplu yerlerden biri” diyor. İnanın veya inanmayın, “Mutfak aslında evdeki oturma odasından daha mikroplu” diye de ekliyor. Bunun sebebi, bir evdeki diğer odalara kıyasla mutfakta bir sürü ayak trafiğinin olması ve yiyecek kırıntılarının sık sık zemine düşerek, bakteriler için ideal bir çoğalma zemini meydana getirmesi. Mutfak zeminlerinde gizlenen bakterilerin çoğu zararsız olsa da bazıları (Clostridium, Campylobacter, Salmonella ve Escherichia gibi) gıda zehirlenmesine sebep olabilir.

Eğer yiyecekleri çöpe atmayı sevmiyorsanız, beş saniye kuralına bel bağlamaktan daha güvenli seçenekler var. Düşen yiyeceği sudan geçirmek, bulaşan bakterileri azaltabilir; fakat bu yöntem dört dörtlük değil. “Sudan geçirmek, eğer bu yiyecek meyve veya sebze ise iyi bir fikirdir ancak daha pürüzlü yüzeyleri sebebiyle et gibi yiyeceklerden mikropları suyla arındırmak daha zordur” diyor Gerba. “Ayrıca yiyecekleri mutfak lavabosuna düşerse de sudan geçirmeniz gerekiyor çünkü orası da nem sebebiyle çok mikroplu” diyor bilim insanı.

Bir sonraki sefer az önce düşürdüğünüz o kurabiyeyi yememek için kendinizi zor tuttuğunuzda şunu hatırlayın: Bakteriler hızlı hareket ediyor. Ne kadar aç olursanız olun, Salmonella kaplı bir kurabiyeyi gerçekten yemek ister misiniz?

Yazının Tamamı İçin Tıklayınız.

Bir insanın yaşam boyunca ilerleyişi, çoğunlukla anne karnından mezara kadar olan aşamalı bir değişim silsilesi biçiminde düşünülür.

Fakat bir sabah kalkıp aynaya baktığınızda ve aniden çok daha fazla yaşlandığınızı düşündüğünüzde, bunu aslında kafanızda kurmuyor olabilirsiniz.

Yaşlanmayla ilişkili moleküler değişimler üzerine yürütülen araştırmaya göre insanlar, hayatlarındaki iki noktada çarpıcı bir ilerleme sergiliyor. Bunlardan biri ortalama 44 yaşındayken, diğeri de ortalama 60 yaşında gerçekleşiyor.

Stanford Üniversitesinde çalışan genetik bilimci Michael Snyder, “Zamanla sadece kademeli olarak değişmiyoruz; çok çarpıcı bazı değişimler oluyor” diyor.

“Görünüşe göre 40’lı yaşların ortaları ve 60’lı yaşların başları, bu çarpıcı değişimlerin yaşandığı zamanlar. Üstelik hangi molekül sınıfına bakarsanız bakın fark etmiyor.”

Yaşlanmak karmaşık bir olgu ve her türden hastalık tehlikesinin artmasıyla ilişkili.

Snyder ve meslektaşları, bu rahatsızlıkları daha iyi azaltmak ve tedavi etmek amacıyla hangi değişimlerin nasıl meydana geldiğini daha iyi anlamak için yaşlanmanın biyolojisini araştırıyor. Bilim insanları bu doğrultuda, 108 yetişkinden oluşan ve birkaç yıl boyunca birkaç ayda bir biyolojik örnek bağışlayan bir grubu takip etmiş.

Araştırmacılar Alzheimer ve kalp damar hastalıkları gibi bazı durumlarda, tehlikenin zamanla kademeli olarak artmadığını ve belli bir yaştan sonra keskin şekilde yükseldiğini fark etmişler. Bu yüzden yaşlanmanın biyolojik işaretlerine daha yakından bakarak, ilişkili değişimleri belirleyip belirleyemeyeceklerini görmek istemişler.

Denek grubundan aldıkları örnekleri kullanarak farklı tip biyomolekülleri takip etmişler. İncelenen ve toplamda 135.239 biyolojik özelliği kapsayan bu farklı moleküller arasında RNA’lar, proteinler ve lipitler ile bağırsaktan, ciltten, burundan ve ağızdan alınan mikrobiyom taksonları yer alıyor.

Her katılımcı 626 gün boyunca ortalama 47 numune sunarken, en uzun süre devam eden katılımcı 367 numune sunmuş. Bu veri hazinesi, araştırmacıların sonrasında işleyip gerçekleşen değişimlerdeki örüntüleri aradığı 246 milyardan fazla veri noktasıyla sonuçlanmış.

Daha önce yürütülen bazı çalışmalarda, molekül miktarında gerçekleşen ve doğrusal olmayan değişimlerin farelerde ve insanlarda yaşlanmayla ilişkilendirilebileceği bulunmuş. Meyve sinekleri, fareler ve zebra balıkları üzerinde yürütülen çalışmalarda da bu türlerde kademeli bir yaşlanma sürecine işaret edilmiş.

Snyder ve meslektaşları, insan vücudundaki pek çok farklı molekül tipinin miktarında çok açık bir değişim gerçekleştiğini ve bunun iki ayrı aşamada meydana geldiğini fark etmiş.

İnceledikleri bütün moleküllerin yüzde 81 kadarı, bu aşamaların birinde ya da her ikisinde değişimler sergiliyormuş. Değişimler 40’lı yaşların ortalarında zirve yaparken, biraz daha farklı profillerle 60’lı yaşların başlarında yeniden zirve yapmış.

40’lı yaşların ortalarındaki zirvede lipid, kafein ve alkol metabolizmasının yanısıra kalp damar hastalığı ile cilt ve kaslardaki fonksiyon bozukluklarıyla ilişkili moleküllerde değişimler görülmüş.

60’lı yaşların başlarındaki zirve ise karbonhidrat ve kafein metabolizması, kalp damar hastalığı, cilt ve kas, bağışıklık düzenlemesi ve böbrek işleviyle ilişkilendirilmiş.

40’ların ortalarındaki ilk zirve, genelde kadınların menopoza veya perimenopoza girmeye başladığı zamanlara denk geliyor. Fakat araştırmacılar bunun temel bir etmen olmadığına karar vermiş çünkü aynı yaşta erkeklerde de önemli moleküler değişimler yaşanıyor.

Stanford Üniversitesinde çalışan makalenin birinci yazarı ve metabolomik bilimci Xiaotao Shen şöyle açıklıyor: “Bulgular menopoz ve perimenopozun, 40’lı yaşlarının ortalarındaki kadınlarda gözlemlenen değişimlere katkı yapabileceğini akla getirse de hem erkeklerde hem kadınlarda bu değişimleri etkileyen daha önemli başka etmenler var”

“Bu etmenlerin belirlenip incelenmesi, gelecekteki araştırmalar için bir öncelik olmalı.”

Araştırmacılar örnek boyutlarının oldukça ufak olduğunu ve yaşları 25 ile 70 arasında değişen insanlardan alınan sınırlı biyolojik örnekleri test ettiklerini belirtiyorlar.

Gelecekte yapılacak araştırmalarda, daha geniş bir denek aralığında daha ince detaylar saptanıp, insan vücudunun zamanla nasıl değiştiği daha iyi anlaşılarak bu olgunun daha derinden incelenmesine yardımcı olunabilir.

Yazının Tamamı İçin Tıklayınız.