Yeni araştırma, antik genetik araçlar kullanılarak fare yaratmaya yönelik çığır açıcı deneyle kök hücrelerin evrimsel kökenlerine ışık tutuyor.

Nature Communications’da yayınlanan uluslararası bir araştırmacı ekibi, benzeri görülmemiş bir dönüm noktasına ulaştı: Hayvanlardan önce gelen ortak bir atamız olan tek hücreli bir organizmadan genetik araçlar kullanarak tam gelişmiş bir fare üretebilen fare kök hücrelerinin yaratılması. Bu çığır açan buluş, kök hücrelerin genetik kökenlerine ilişkin anlayışımızı yeniden şekillendirerek hayvanlar ile kadim tek hücreli akrabaları arasındaki evrimsel bağlara dair yeni bir bakış açısı sunuyor.

Bilim kurgu gibi gelen bir deneyde, Queen Mary Londra Üniversitesi’nden Dr. Alex de Mendoza, hayvanlarla akraba olan tek hücreli bir organizma olan koanoflagellatlarda bulunan bir geni kullanarak Hong Kong Üniversitesi’nden araştırmacılarla işbirliği yaptı ve daha sonra bu geni kullanarak yaşayan, nefes alan bir fareye dönüştüler. Koanoflagellatlar , hayvanların yaşayan en yakın akrabalarıdır ve genomları, memeli kök hücrelerinde pluripotensi (herhangi bir hücre tipine dönüşme hücresel potansiyeli) sağlayan Sox ve POU genlerinin versiyonlarını içerir. Bu beklenmedik keşif, bu genlerin yalnızca hayvanlarda evrimleştiğine dair uzun süredir devam eden inancı sorgulamaktadır.

“Tek hücreli akrabalarımızdan türetilen moleküler araçları kullanarak bir fareyi başarıyla yaratarak, yaklaşık bir milyar yıllık evrim boyunca olağanüstü bir işlev sürekliliğine tanık oluyoruz,” dedi Dr. de Mendoza. “Çalışma, kök hücre oluşumunda yer alan temel genlerin kök hücrelerin kendisinden çok daha önce ortaya çıkmış olabileceğini ve belki de bugün gördüğümüz çok hücreli yaşamın yolunu açmaya yardımcı olabileceğini ima ediyor.”

Shinya Yamanaka’ya verilen 2012 Nobel ödülü, Sox (Sox2) ve POU (Oct4) geni de dahil olmak üzere dört faktörü ifade ederek “farklılaştırılmış” hücrelerden kök hücre elde etmenin mümkün olduğunu gösterdi. Bu yeni araştırmada, Hong Kong Üniversitesi / Translasyonel Kök Hücre Biyolojisi Merkezi’ndeki Dr. Ralf Jauch’un laboratuvarıyla işbirliği içinde yürütülen bir dizi deney aracılığıyla ekip, yerel Sox2 geninin yerini alarak, çok yönlü kök hücre durumuna doğru yeniden programlamayı başaran koanoflagellat Sox genlerini fare hücrelerine soktu. Bu yeniden programlanmış hücrelerin etkinliğini doğrulamak için, bunlar gelişmekte olan bir fare embriyosuna enjekte edildi. Elde edilen kimerik fare, hem donör embriyosundan hem de laboratuvarda indüklenen kök hücrelerden siyah kürk lekeleri ve koyu gözler gibi fiziksel özellikler gösterdi ve bu eski genlerin, kök hücreleri hayvanın gelişimiyle uyumlu hale getirmede önemli bir rol oynadığını doğruladı.

Çalışma, DNA’ya bağlanan ve diğer genleri düzenleyen Sox ve POU proteinlerinin erken versiyonlarının, tek hücreli atalar tarafından daha sonra kök hücre oluşumu ve hayvan gelişimi için ayrılmaz hale gelecek işlevler için nasıl kullanıldığını izliyor. Dr. de Mendoza, ” Koanoflagellatların kök hücreleri yoktur, tek hücreli organizmalardır, ancak çok hücreli hayvanların muhtemelen daha sonra karmaşık vücutlar oluşturmak için yeniden kullandıkları temel hücresel süreçleri kontrol eden bu genlere sahiptirler,” diye açıklıyor.

Bu yeni bakış açısı, genetik araçların evrimsel çok yönlülüğünü vurguluyor ve erken yaşam formlarının, gerçek çok hücreli organizmalar ortaya çıkmadan çok önce hücresel uzmanlaşmayı yönlendirmek için benzer mekanizmaları nasıl kullanmış olabileceklerine ve evrimde geri dönüşümün önemine dair bir bakış sunuyor.

Bu keşif, evrimsel biyolojinin ötesinde çıkarımlara sahiptir ve potansiyel olarak rejeneratif tıpta yeni ilerlemelere bilgi sağlayabilir. Kök hücre mekanizmasının nasıl evrimleştiğine dair anlayışımızı derinleştirerek, bilim insanları kök hücre terapilerini optimize etmenin ve hastalıkları tedavi etmek veya hasarlı dokuyu onarmak için hücre yeniden programlama tekniklerini geliştirmenin yeni yollarını belirleyebilir.

Dr. Jauch, “Bu genetik araçların kadim köklerini incelemek, çok yönlülük mekanizmalarının nasıl ayarlanabileceği veya optimize edilebileceği konusunda daha net bir görüşle yenilikler yapmamızı sağlıyor” dedi ve bu genlerin sentetik versiyonları üzerinde yapılan deneylerin, belirli bağlamlarda yerel hayvan genlerinden bile daha iyi performans gösterebileceğini belirterek ilerlemeler sağlanabileceğini belirtti.

Kaynak ve devamına Buradan ulaşabilirsin.