Bir köpek komutla oturmayı öğrenir, bir insan bir şeyler okurken çamaşır makinesinin uğultusunu duyar ve sonunda duymazdan gelir… Öğrenme ve uyum sağlama kapasitesi evrimin ve hatta hayatta kalmanın merkezinde yer alır.
Alışma — adaptasyonun daha az gösterişli kardeşi — tekrarlanan maruziyetten sonra bir uyarana verilen tepkinin azalmasını içerir. Tek bir shot ile elde ettiğiniz konsantrasyon seviyesini korumak için üçüncü bir espressoya ihtiyaç duyduğunuzu düşünün.
Yakın zamana kadar, basit bir öğrenme biçimi olan alışma, beyin ve sinir sistemine sahip solucanlar, böcekler, kuşlar ve memeliler gibi karmaşık organizmaların özel alanı olarak görülüyordu.
Ancak Current Biology dergisinde 19 Kasım’da yayımlanan yeni bir çalışma , siliatlar ve amipler gibi çok küçük tek hücreli canlıların ve vücudumuzdaki hücrelerin bile, beyne sahip daha karmaşık organizmalarda görülenlere benzer bir alışma süreci sergileyebileceğine dair ikna edici kanıtlar sunuyor.
Harvard Tıp Fakültesi ve Barselona’daki Genomik Düzenleme Merkezi’ndeki (CRG) bilim insanlarının öncülüğünde yürütülen çalışma, tek hücrelerin şu anda kabul edilenden çok daha karmaşık davranışlar sergileyebileceğini öne sürüyor.
“Bu bulgu bizim için heyecan verici yeni bir gizemi ortaya çıkarıyor: Beyinleri olmayan hücreler bu kadar karmaşık bir şeyi nasıl yönetiyor?” diyor çalışmanın kıdemli yazarı, HMS’deki Blavatnik Enstitüsü’nde sistem biyolojisi doçenti Jeremy Gunawardena. Çalışmaya, laboratuvarında eski bir doktora sonrası araştırmacı olan ve şu anda CRG’de sistemler ve sentetik biyoloji alanında bir araştırma grubuna liderlik eden Rosa Martinez Corral ile birlikte liderlik etti.
Sonuçlar bu konu üzerinde küçük ama büyüyen bir çalışma grubuna katkıda bulunuyor. Gunawardena liderliğindeki önceki çalışma, tek hücreli bir siliyanın, hoş olmayan uyaranlarla karşılaşan hayvanlarda gözlemlenen eylemlere benzemeyen kaçınma davranışı gösterdiğini buldu.
Araştırmacıların keşfettiği şey
Bilim insanları, hücreleri bir laboratuvar kabında incelemek yerine, siliat ve memeli hücrelerinin içindeki moleküler ağların farklı uyarım modellerine nasıl yanıt verdiğini analiz etmek için gelişmiş bilgisayar modellemesi kullandılar. Hayvan beyinlerinde bulunan alışma belirtilerini gösteren dört ağ buldular.
Bu ağların ortak bir özelliği vardı: Her moleküler ağ, çevreden öğrenilen bilgileri yakalayan iki tür “hafıza” depolamasına sahipti. Araştırmacılar, bir hafızanın diğerinden çok daha hızlı azaldığını, yani alışma için gerekli bir hafıza kaybı biçimi olduğunu belirtti. Bu bulgu, tek hücrelerin bilgiyi farklı zaman aralıklarında işlediğini ve hatırladığını gösteriyor.
Sonuçlar
Araştırmacılar, tek hücrelerde alışkanlığı incelemenin genel olarak öğrenmenin nasıl işlediğine dair anlayışı ilerletmeye yardımcı olabileceğini söyledi. Bulgular ayrıca mütevazı tek hücreli yaratıkları yeni, daha cezbedici bir ışık altında gösterdi: Onlar sadece mikroskobik bedenlere paketlenmiş moleküler makineler değil, aynı zamanda öğrenebilen aracılar.
Peki ya daha pratik uygulamalar?
Araştırmacılar bunların şimdilik tamamen spekülasyon olarak kaldığı konusunda uyarıyor. Yine de cesur bir fikir, alışkanlık kavramını kanser ve bağışıklık arasındaki ilişkiye uygulamak olabilir.
Tümörler bağışıklık gözetiminden iyi bir şekilde kaçarlar çünkü bağışıklık hücrelerini onları masum seyirciler olarak görmeleri için kandırırlar. Başka bir deyişle, kanseri tanımaktan sorumlu bağışıklık hücreleri bir şekilde bir kanser hücresinin varlığına alışabilir – bağışıklık hücresi uyarana alışır ve artık ona yanıt vermez.
“Bu bir sanrıya benziyor. Bu yanlış algıların bağışıklık hücrelerinde nasıl kodlandığını bilseydik, onları yeniden tasarlayabilirdik, böylece bağışıklık hücreleri ortamlarını doğru bir şekilde algılamaya başlayabilir, tümör kötü huylu olarak görünür hale gelir ve işe koyulurlardı,” dedi Gunawardena.
“Şu anda bir hayal ama gelecekte keşfetmek isteyeceğim bir yön.”