Mastaca bir teknik, stresli hücrelerin farklı özelliklere sahip soylar üretmek için nasıl bölündüğünü ortaya koyuyor – kanseri başlatabilen bir fenomen.
Daha fazlasını oku
Mikroskop altında: DNA hasarı hücre nesilleri boyunca takip edildi
‘Atlayan gen’ enzimi insan DNA’sında büyük, kesin değişiklikler yapabilir
Geliştirilmiş düzenleme aracı, belirli konumlardaki insan genomuna gen boyutu dizileri ekleyerek potansiyel tedavileri genişletir
Kediler ve Köpekler Nasıl Birbirlerine Benzeyecek Şekilde Evrimleşiyor?
Ve yeni araştırmaya göre bu neden insanlığın suçu?
Yeni araştırmanın gösterdiğine göre evcilleştirme, kediler ve köpekleri daha çeşitli ama aynı zamanda ilginç bir şekilde benzer hale de getirdi; sağlık ve iyilikleri için ciddi sonuçlarla birlikte tabii ki.
Daha fazlasını oku
Hepimiz Birer Mozaiğiz
İnsanlar orta yaş itibarıyla tamamen değil ama çoğunlukla tümüyle birbirinin aynı olmayan karmaşık birer hücre mozaiğidir. Görsel: Knowable Magazine
Vücudunuzu gözünüzün önüne getirin: Vücudunuz ömür boyunca biriken binlerce genetik hata taşıyan bir hücre koleksiyonudur. Bu hataların pek çoğu zararsız, bazıları zararlıdır ve en az birkaçı da sizin için iyi olabilir.
Yumurta ve sperm birbiriyle buluştuğunda ve biyolojik ebeveynlerinizin DNA’sı beraber bir takım oluşturduğunda başladınız. İlk hücreniz yeni harmanlanmış genomunu kopyalamaya ve bölünerek bir vücut inşa etmeye başladı.
Ayrıca neredeyse hemen genetik hatalar birikmeye başladı.
İngiltere Hinxton’daki Wellcome Sanger Enstitüsünde kanser biyoloğu olarak çalışan Phil H. Jones, “Bu hataların genomunuzda birikme süreci yaşam boyu devam eder” diyor.
Bilim insanları DNA kopyalama sistemlerinin ara sıra hata yaptığını uzun süredir bilse de (kanserler sık sık böyle başlıyor); teknoloji sadece kısa süre önce her genetik yanlışın sınıflandırılacağı kadar hassas hale geldi. Üstelik hatalarla dolu olduğumuz ortaya çıktı. Her insan, bir hücre veya hücre grubundan diğerine kadar çoğunlukla birbirinin aynısı olup tek tük farklılıklar gösteren devasa bir hücre mozaiği.
Hücresel genomlar bir noktada tek bir genetik harf ile ve başka bir noktada ise kayıp olan daha büyük bir kromozom parçasıyla farklılık gösterebilir. Worcester’daki Massachusetts Chan Tıp Fakültesinde çalışan moleküler biyolog Michael Lodato, orta yaş itibarıyla vücudun her hücresinin muhtemelen bin kadar genetik yazım hatası barındırdığını tahmin ediyor.
Bu mutasyonlar (ister kanda olsun, ister ciltte veya beyinde), hücrenin DNA kopyalama mekanizması olağanüstü derecede isabetli olsa ve hücreler mükemmel onarım mekanizmaları sergilese bile ortaya çıkıyor. Yetiştkin bir vücut, 4 milyonu her saniye bölünen yaklaşık 30 trilyon hücre içerdiğinden, nadir hatalar bile zamanla birikiyor. (Hatalar, yumurta ve spermleri ortaya çıkaran hücrelerde çok daha seyrek; görünüşe göre vücut, mutasyonları üreme dokularından uzak tutmak için daha çok çaba ve enerji harcıyor ki gelecekteki nesillere bozulmamış DNA aktarılsın.)
“Hepimizin bu kadar iyi devam ediyor olması küçük bir mucize” diyor Jones.
Mutasyon barındıran hücrelerin bir dokuyu ele geçirmesi sonucunda hastalık ortaya çıkacak diye bir kural yok. Klonların genişlemesini teşvik eden mutasyonlar, kansere yön veren tehlikeli etmenler olabilir fakat bunlar nötr de olabilir. Hatta bir dokunun bütünlüğünü sürdüren ve kanseri teşvik etmeyen faydalı mutasyonlar bile olabilir. Görüntü: Knowable Magazine
Bilim insanları bu mutasyonların sebep ve sonuçlarını araştırmanın hâlâ erken aşamalarında. ABD Ulusal Sağlık Enstitüleri, bunların kataloglanması için 140 milyon dolar sermaye ayırmış. ABD Ulusal Zihin Sağlığı Enstitüsü ise beyindeki mutasyonlarınincelenmesine on milyonlarca dolar harcıyor. Pek çok değişim muhtemelen zararsız olsa da bazıları, kanserler ve nörolojik hastalıklar bakımından sonuçlar doğurabilir. Daha temelinde ise bazı araştırmacılar, yaşlanma sürecinin büyük bir kısmının altında ömür boyu gerçekleşen rastgele genomik hataların olabileceğinden şüpheleniyor.
“Bunu bileli on yıl bile olmuyor ve yeni bir kıtanın keşfedilmesine benziyor” diyor Jones. “Bütün bunların ne anlama geldiği konusunda henüz yüzeysel şeyler biliyoruz.”
Baştan şüpheli
Bilim insanları üreme dışı veya somatik dokularda biriken genetik yazım hataları ve diğer mutasyonların, hastalıkları ve yaşlanmayı açıklamaya yardımcı olabileceğinden DNA’nın yapısının keşfedildiği 1950’lerden bu yana şüpheleniyor.
1970’lerde araştırmacılar, hücrelerin bir bölümünde büyümeyi teşvik eden mutasyonların kanserlerin kökeni olduğunu biliyordu.
New York’taki Albert Einstein Tıp Fakültesinde çalışan genetikçi Jan Vijg, “Bu olayın frekansının çok ama çok düşük olduğu varsayılıyordu” diyor.
Fakat bu mutasyonları tespit edip incelemek son derece zordu. Standart DNA dizilemesinde, sadece geniş hücre gruplarından çıkarılan büyük miktarlardaki genetik malzeme analiz edilebiliyor ve sadece en yaygın dizilimler ortaya çıkarılıyordu. Nadir mutasyonlar ise radara girmiyordu. Kaliforniya’daki Stanford Üniversitesinde çalışan kök hücre biyoloğu Siddharta Jaisval, bu durumun 2008 civarında değişmeye başladığını söylüyor. Yeni teknikler o kadar hassas ki, hücrelerin ufak bir kısmında (hatta tek bir hücrede) bulunan mutasyonlar bile ortaya çıkarılabiliyor.
Jaisval 2010’ların başlarında, mutasyonların kan kanserine dönüşmeden önce insanların kan hücrelerinde nasıl birikebildiğiyle ilgileniyormuşb. 17.000’den fazla kişinin kanını inceleyen Jaisval ve meslektaşları, tahmin ettikleri şeyi bulmuş: Kanserle ilişkili mutasyonlar 40 yaşın altındakilerde nadirken, yaş ile beraber daha yüksek miktarlarda görülüyor ve 70’nci yaş gününden sonra kan hücrelerinin yaklaşık yüzde 10’u veya daha fazlasını oluşturuyorlarmış.
Fakat araştırma takımı, genelde mutasyonlu hücrelerin genetik olarak birbirinin aynısı olduğunu da görmüş: Bunlar klonmuş. Jaisval bunun sebebinin, vücudun kan üreten binlerce kök hücresinden birinin, büyüme ve bölünmede kendini biraz daha iyi hale getiren mutasyonları seçmesi olduğunu düşünüyor. Bu hücre normal şekilde büyüyen kök hücrelere onlarca yıl içerisinde galip gelerek, genetik olarak uyumlu büyük bir hücre grubu meydana getiriyor.
Etkili biçimde bölünen bu mutasyonlu kan hücresi klonları, doğal olarak kan kanseri tehlikesiyle ilişkilendirilmiş. Fakat aynı zamanda kalp hastalığı, inme ve herhangi bir sebepli ölümde risk artışıyla da (belki de enflamasyonu teşvik ettikleri için) ilişkilendirilmişler. Ayrıca beklenmedik bir şekilde, Alzheimer demansı riskinin üçte bir kadar azalmasıylailişkilendirilmişler. Kan hücresi klonlarının sağlığa etkileri üzerine 2023 Annual Review of Medicine bülteninde yayımlanan bir makalenin eş yazarlığını yapan Jaisval, bazı klonların beyin dokusunda çoğalma veya toksik proteinleri temizleme konusunda daha iyi olabileceğini düşünüyor.
Jaisval ve meslektaşları 2014 yılında rapor ettikleri bu kan klonlarını takip ederken, Wellcome Sanger Enstitüsünde çalışan araştırmacılar da göz kapağı derisiyle başlayarak diğer dokulardaki vücut mutasyonlarını incelemeye başlamışlar. Bazı insanların göz kapakları yaş ile birlikte sarkıyor ve bu sorunun düzeltilmesi için bir miktar cilt ameliyatla alınıyor. Araştırmacılar dört bireyden bu parçaları alarak, genetik dizileme için 1 ya da 2 milimetrelik daireler kesmiş. Wellcome Sanger’da çalışan genetikçi Inigo Martincorena, “Sürprizlerle doluydu” diyor. Hastalarda cilt kanseri olmasa da ciltleri binlerce klonla doluymuş ve göz kapağı cilt hücrelerinin beşte birinden üçte birine kadarı, kanserle ilişkili mutasyonlar barındırıyormuş.
Cilt kanseri olmayan insanlardaki bu kadar fazla cilt kanserinde mutasyon olduğunu gösteren bulgular büyük ilgi çekmiş. Colorado Üniversitesi Tıp Fakültesinde kanser biyoloğu olarak çalışan ve söz konusu çalışmada yer almayan James DeGregori, “Ağzım acık kalmıştı” diyor.
Wellcome Sanger araştırmacıları ise yemek borusu, mesane ve kalın bağırsağın da içinde bulunduğu diğer çeşitli dokularda birbirinin aynısı olan, mutasyon geçirmiş hücreleri belirlemeye başlamışlardı. Örneğin, bağırsak duvarındaki girintiler olan kolonik girintileri incelemişlerdi. Bunlardan her insanda yaklaşık 10 milyon tane var ve her biri yaklaşık 2.000 hücre barındırıyor. Bu hücrelerin de her biri, o girintide yer alan bir avuç kök hücresinden ortaya çıkıyor. 42 kişide 2.000’den fazla girintinin incelendiği bir çalışmada araştırmacılar, 50’li yaşlarda olan insanların girinti yapılarında yüzlerce genetik varyasyon bulmuş.
Bu yaş grubunda diğer türlü normal olan girintili yapıların yüzde 1 kadarı, kanserle bağlantılı mutasyonlar içeriyormuş. Söz konusu mutasyonların bazıları, civardaki hücrelerin yayılmasını baskılayarak mutant hücrelerin girinti yapısını daha çabuk ele geçirmesineimkan tanıyor. Bu durum tek başına kalın bağırsak kanseri oluşturmak için yeterli olmayabilir ama nadir vakalarda hücreler, kansere sebep olan ek mutasyonlar kazanarak girinti yapısının sınırlarından taşıp kötü huylu tümörlere sebep oluyor.
“İnsanlar bu somatik mutasyonları her yerde aradı ve onları her organda bulduk” diyen Jones, vücudu bir çeşit evrimsel savaş meydanı gibi görüyor. Hücreler mutasyon biriktirdikçe, daha fazla (veya daha seyrek) büyüyüp bölünebiliyorlar. Daha kolay çoğalan bazı hücreler, zamanla diğerlerini geride bırakabiliyor ve geniş klonlar oluşturabiliyor.
“Ayrıca” diye belirtiyor DeGregori, “yumrulu bir şeye dönüşmüyoruz.” Dokularımızın, klonların kansere dönüşmesini engelleyen yöntemleri olması gerektiğini ileri sürüyor. Aslında Jones ve diğer makale yazarının 2023 Annual Review of Cancer Biology bülteninde tarif ettikleri üzere, farelerde fazla büyüyen mutant klonların normal büyümeye geri döndüğü görülmüş.
Jones ve meslektaşları, insanlardaki yemek borusunda bir koruma örneği keşfetmişler. Genelde yemek borusu dokusunun büyük bir kısmını oluşturan pek çok klon, orta yaş itibarıyla NOTCH1 adı verilen bir geni bozan mutasyonlara sahip. Bu durum yemek borusunun yiyecekleri taşıma kabiliyetini etkilemiyor ama kanserlerin büyümek için NOTCH1‘e ihtiyacı olduğu görünüyor. Yemek borusu hücrelerinde kötü mutasyonlar birikebiliyor fakat NOTCH1 olmadığında, tümöre dönüşme ihtimalleri daha düşük gibi duruyor.
Diğer bir ifadeyle bedensel mutasyonların bazıları kötü veya nötr değil, hatta faydalı. Ayrıca neyse ki bu iyi mutasyonlar çoğu zaman galip geliyor.
Beynin içerisine girmek
DNA koplama mekanizmamızın yemek borusu, kalın bağırsak ve kan hücrelerinde hata yapma bakımından pek çok olanağı var çünkü bunlar sürekli bölünüyor. Fakat beynimizdeki nöronlar, doğumdan önce veya kısa süre sonra bölünmeyi bırakıyor. Boston Çocuk Hastanesinde nörogenetikçi olarak çalışan Christopher Walsh, bu yüzden bilim insanlarının esasında bunların genetik açıdan bozulmamış kaldıklarını varsaydıklarını söylüyor.
Fakat yaşam boyunca biriken mutasyonların beyinde problemlere sebep olabileceğini gösteren işaretler var. Araştırmacılar 2004 yılında, sadece bazı beyin hücrelerinde bulunan bir mutasyon sebebiyle Alzheimer hastalığı olan bir hasta rapor etmiş. Bu mutasyon yeniymiş ve her iki ebeveynden de geçmemiş.
Ayrıca 2012 yılında Walsh’ın grubu, beyinde fazla büyüyen ve nöbetlere sebep olan bir yeri düzeltmek için yaptıkları ameliyat sırasında alınan beyin dokusu üzerinde bir analiz yürütmüş. Sekiz numuneden üçünde, beyin boyutunu düzenleyen bir geni etkileyenmutasyonlar varmış ancak bu mutasyonların kanda devamlı bulunmaması, vücudun sadece bir kısmında ortaya çıktıklarını akla getiriyor.
Lodato, beyin hücrelerinin çeşitli şekillerde mutasyon kazanabileceğini söylüyor. Bir mutasyon gelişimin erken aşamasında, beyin tamamlanmadan ve hücreleri bölünmeyi durdurmadan önce ortaya çıkabilir. Ya da erişkin bir beyin hücresinde DNA hasar görebilir ve düzgün onarılmayabilir.
2012 yılında kalıtımla geçmeyen beyin mutasyonlarına olan ilgi artmaya başlamış. O zamanlar ABD Ulusal Zihin Sağlığı Enstitüsü başkanı olan Thomas Insel, pek çok psikiyatrik durumun altında bu tür mutasyonların yatıyor olabileceğini öne sürmüş. Beyindeki bu katılımla alınmamış mutasyonlar, nörolojik hastalıklarda uzun süredir var devam eden bir bilmeceyi açıklığa kavuşturabilir: Mesela neden tek yumurta ikizlerine genelde aynı psikiyatrik teşhisler konmuyor? (örneğin ikizlerden birinde şizofreni gelişirse, diğerinde hastalığın ortaya çıkma ihtimali sadece yüzde 50 kadar).
San Diego’da bulunan ve epilepsinin şiddetli bir türüyle ilgili yapılan araştırmaları ve aileleri destekleyen, kâr amacı gütmeyen Lennox-Gastaut Sendromu Vakfı’nın bilimsel direktörü sinirbilimci Mike McConnell, mozaikliğin “çok ikna edici bir cevap sunduğunu” söylüyor.
McConnell, Walsh, Lodato ve diğerleri, 2010’ların başlarından itibaren hayatını kaybeden insanların beyinlerine serpilmiş büyüklü küçüklü mutasyonları sınıflandırmaya başlamışlar. Genlerin, birden fazla genin veya kromozomların tamamının delesyon ve kopyalarının tek tek çetelesini tutmuş; genomda yeni noktalara giden kromozom bölümlerini bütünüyle belirlemişler. Walsh, Lodato ve meslektaşları nihayetinde, 50’li yaşlardaki kişilerin her bir sinir hücresinin genetik kodunda bin veya daha fazla tek harifli mutasyon olduğunu keşfetmiş. O son bulgunun “Tamamen imkansız göründüğünü” anımsıyor Walsh. “Kendimizden şüphe duymuştuk.”
Böylesine çarpıcı sonuçların karşısında bilim insanları daha da fazlasını araştırmış. Yaşları dört aylık ile 82 arasında değişen ve vefat etmiş 15 kişiden alınan 159 nörona bakmışlar. Araştırmacılar mutasyon sayılarının yaşla beraber arttığını ve bu durumun da hataların, vücudun diğer kısımlarında olduğu gibi zamanla arttığını gösterdiğini bildiriyor. “Beyin, büyük ve derin biçimde bir mozaik” diyor Lodato.
ABD Ulusal Zihin Sağlığı Enstitüsü, bu mozaikliği daha da fazla araştırmak için 2015’ten 2019’a kadar yürütülen bir dizi projeye fon sağlamış. Bu projelerde, genellikle ölümden sonra toplanan ve doku bankalarına yatırılan, nörotipik veya Tourette sendromu ve otizm tayf bozukluğu gibi durumlara sahip 1.000’i aşkın kişiye ait numunelerde beyin dokusunun mozaikliği araştırılmış.
Projenin eş öncülüğünü yürüten McConnell, tek harfli mutasyonların en yaygın olduğunu söylüyor. Araştırmacılar 400 terabaytı aşkın DNA dizilim verisi ve başka veriler toplayıpanalitik araçlar geliştirerek, beyin mozaikliği çalışmalarında bir sonraki turun inşa edileceği güçlü bir platform oluşturmuş. Bilim insanları bu ve diğer çalışmalardan, beyin mozaikliği ile otizm, epilepsi ve şizofreni gibi nörolojik hastalıkları ilişkilendirmiş.
Lodato’nun laboratuvarında çalışan yüksek lisans öğrencileri Cesar Bautista Sotelo ve Sushmita Nayak, biriken mutasyonların felç edici bir durum olan amiyotrofik lateral skleroza nasıl sebep olabileceğini araştırıyor. Genetikçiler, kalıtımsal olmayan vakaların sadece yüzde 10 kadarında bilinen bir mutasyon belirleyebiliyor. Fakat mozaikliğe yönelik yeni veriler, daha pek çok insanın beyinleri veya omuriliklerindeki ALS genlerinde mutasyonlar olabileceğini akla getiriyor; bunlar vücutlarının geri kalanında olmasa bile.
Bu önemli çünkü bilim insanları, mutasyon geçirdikleri zaman ALS’ye sebep olan 40’ı aşkın genin bazılarının hedef alındığı terapiler üzerinde çalışıyor. Gıda ve İlaç Dairesi, mutasyon geçiren yaygın bir ALS genini kapatan böyle bir tedaviyi 2023 yılında ilk defa onaylamıştı. Hastaların bu gibi terapilere hak kazanması için mutasyonlarını bilmeleri gerekecek.
Bu yüzden, diyor Nayak, “ALS teşhisindeki mevcut uygulamanın değiştirilmesini güçlü biçimde savunuyoruz.” Sadece bir kan numunesindeki DNA’ya bakmak yerine, kanı değil de vücuttaki dokuları meydana getiren hücrelerin gelişimi esnasında bir ALS mutasyonu ortaya çıkarsa diye tükürük, saç veya cilt gibi diğer dokular da incelenebilir.
Nasıl yaşlandığımıza dair ipuçları
Şimdilik, vücudumuzdaki mozaikliğin sağlık açısından doğurduğu sonuçlar çoğunlukla eylem gerektirecek kadar net değil; özellikle de sunulacak alakalı bir tedavinin olmadığı kan klonları gibi durumlarda. “İnsanların bu konuda endişelenmesi gerektiğini savunmuyoruz aslında” diyor Jaiswal. “Zamanın bu noktasında, sağlıklı olan insanları test etmenin bir mantığı yok.”
Fakat pek çok bilim insanına göre bulgular, uzun süredir var olan bir kuramın kanıtı niteliğinde: Bir yaşam boyu oluşan mutasyonlar, yaşlanma şeklinde adlandırdığımız kaçınılmaz şeye yol açıyor.
Martincorena ve meslektaşları, 2022 tarihli bir çalışmada bu kuramın öğelerinden birini test etmiş. Eğer mutasyon birikimi yaşlanmaya katkıda bulunuyorsa, o halde fare gibi kısa ömürlü mutasyonlar hızlı birikirken insanlar gibi daha uzun ömürlü türlerde, belki de onarım mekanizmalarının daha iyi olması sebebiyle mutasyonların daha yavaş biriktiğini öne sürmüşler.
Araştırmacılar bu fikri araştırmak üzere, sekiz insan ve ayrıca bir canlı koleksiyonundan alınan kalın bağırsak girinti numunelerini inceledikleri beş yıllık bir yolculuğa çıkmışlar. Söz konusu canlılar arasında 19 laboratuvar faresi ve sıçan; kediler, köpekler, inekler ve tavşanlar gibi 15 evcil hayvan; kaplanlar, lemurlar, bir liman yunusu ve 30 yıldan fazla yaşamasıyla bilinen tüysüz köstebek farelerinin yer aldığı 14 egzotik hayvan daha var. Tahmin edildiği gibi tür ne kadar uzun yaşıyorsa, mutasyonların birikimi de o kadar yavaşoluyor.
Araştırmacılar birkaç türe ait kalın bağırsak girintisini analiz ederek, daha uzun yaşayan türlerde mutasyonların daha yavaş biriktiğini belirlemiş. Bu durum, yaşlanmayla ilişkilendirilen vücut hücresi mutasyonlarına dair uzun süredir var olan bir kuram ile tutarlılık gösteriyor.
“Bu durum somatik mutasyonların yaşlanmaya sebep olduğunu göstermiyor fakat en azından bir miktar rol oynadıkları ihtimaliyle tutarlılık sergiliyor” diyor Martincorena. Bu noktada iş başında olan iki unsur var: Mutasyonların birikmesi ömrün daha kısa olmasına katkıda bulunuyor fakat sonrasında bu kısalan ömür, mutasyon korumasının önemini azaltıyor; dolayısıyla kısa ömürlü türlerde, DNA onarımına daha düşük yatırım oluyor.
Mutasyonların yaşlanmaya katkıda bulunabileceği fikri, onları mağlup etmenin genetik bir gençlik çeşmesi olabileceğini akla getiriyor. “Eğer yarın öbür gün bu mutasyonların birikmesini durdurmanın bir yolunu bulursam, inanılmaz zengin olurum” diyor Bautista Sotelo. Halihazırda en az bir biyoteknoloji startup’ı (New York’taki Matter Bio), insan genomunu onarma hedefiyle fon toplamış. (Böyle bir planın o kadar geniş bir hücre yığınında uygulanıp uygulanamayacağı başka bir mesele: “Mutasyonlardan kurtulabileceğinizi sanmıyorum” diyor DeGregori.)
Vücuttaki mutasyonların hikayesi sona ermekten çok uzakta. “Şu an yaptığımız keşiflere bakarsak, yolculuk daha yeni başladı” diyor Martincorena. “Önümüzdeki birkaç yıl içinde pek çok sürpriz bekliyorum.”
Kalıcı Dişlerimizi Yeniden Çıkarabilecek miyiz?
‘Kalıcı’ dişleri yeniden çıkarma çalışmalarının iç yüzü; kök hücreler, gen düzenleme, ilaçlar ve daha fazlası.
Eğer yetişkin bir insan iseniz, dişlerin yenilenmesiyle ilgili bir iki şey biliyorsunuzdur. Altı yaş civarında çoğumuz, diş çıkarma adı verilen bir süreçte bebeklik dişlerimizi kaybederiz ve narin yapıdaki ilk diş takımımızı daha iri, kalıcı dişlerle değiştiririz. Bu olgu, dişlerini sürekli yeniden çıkaran yaratıkları akla getiriyor. Örneğin zamanla testere biçiminde on binlerce diş çıkaran kum köpekbalıkları ve ön dişleri lifli yiyeceklerle aşındıkça sürekli büyüyen tavşanlar. Eğer balıklar, tavşanlar ve ufaklıklar uyurken bunu yapabiliyorsa, o halde neden yetişkinler eskiyen azı dişlerini doğal şekilde atıp, parlayan yenileriyle değiştirmiyor? Ayrıca bu bağlamda, bilim böyle bir marifeti gerçeğe dönüştürmeye tam olarak ne kadar yaklaştı? Lütfen, yaklaşan bir diş ağrısı hissediyorum…
Neden bunu hemen şimdi yapmıyoruz? Bu dişli hedefte ne ile mücadele ettiğimizi daha iyi anlamak için Dr. Ophir Klein (San Francisco – California Üniversitesinde çocuk sağlığı ve ağız ve yüz bilimleri profesörü) Popular Science’a kısa bir tarih dersi sundu.
Uzun süre önce; ünlülerin diş kaplamalarından, beyazlatma kitlerinden ve hatta diş iplerinden bile önce, “Hayvanlar omurgasızlara ve omurgalılara ayrılmıştı” diye açıklıyor Klein. O zamanlar, yüzlerce milyon yıl önce, “En eski omurgalılar sürüngen benzeri canlılardı” ve “memeliler de dinozorlar, kuşlar ve yüzergezerler gibi oradan geliyor.”
Klein’in açıkladığına göre kaderin cilvesine bakın ki “Dişler, omurgalı ağzının ayrılmaz bir parçası haline geldi,” ama “nereden ortaya çıktıkları tam belli değil,” diye ekliyor; “Ağız içerisinde mi başlamışlardı yoksa balıklarda olduğu gibi dışarıdan içeriye göç eden pullar biçiminde mi başlamışlardı?” Tamam, iğrenç! Bu erken dönem dişlerin basit olduklarını biliyoruz ve bir şekilde bugün balıklarda gördüğümüz dişlere benziyor olabilirlerdi. “Eğer somon balığının ağzını açarsanız, tüm dişler aynıdır ve sürekli olarak değişirler” diye açıklıyor Klein. “Bu kök hücrelerin yön verdiği bir süreç.”
Dişler, memelilerin ve nihayetinde insanların ortaya çıkmasıyla daha da karmaşık hale gelmiş. “Bir tür içerisindeki bütün dişlerin aynı olmasından ziyade, ki buna homodont dişlilik denir; bizde heterodont dişlilik var” diyor Klein. Köklerin gelişimiyle birlikte, her biri belli işler yapan “Azı dişleri, küçük azı dişleri, köpek dişleri ve kesici ön dişlerimiz var”. Birçok memelide, aşınma ve yıpranmaya karşı bir savunma stratejisi olarak sürekli büyüyen dişler ve azı dişleri evrimleşmişse de insanlarda böyle olmamış. Kalıcı dişlerimiz çıktığında, sert dış kısım (mine), “kalıcıdır ve artık onu yapacak hücrelerimiz yoktur.” Diğer bir ifadeyle, evrimsel sürecin bir noktasında, dişleri sürekli değiştirmek için gereken bazı özel öncül hücreleri kaybetmişiz.
Bu yüzden belki de kalıcı dişlerimiz bir nevi, karmaşıklığa karşı tekrarlanabilirlikten ödün verdiğimiz atasal bir değiş tokuşu temsil ediyordur. Ne olursa olsun, uzmanlar bu evrimsel gelişimin altını oymaya (veya onu zenginleştirmeye) tam olarak ne kadar yakın?
Kalıcı insan dişlerinin yeniden çıkarılmasına giden bir “ara adım”, yapay malzemeler ile kök hücrelerin kaynaşmasını kapsıyor olabilir.
“Yapay mine yapmakta oldukça iyiyiz” diyor Klein. “Belki de dişin içerisindeki kök hücreleri kullanarak, dişin bu yaşayan kısmını yeniden çıkarır ve sonrasında tıpkı şu an kanal tedavisinde yaptığımız gibi bir taç yaparak, biyomühendislikle yeni bir diş oluşturabiliriz.” Klein devamında şöyle ekliyor: “Eğer diğer hayvanların kök hücrelerden dişlerini nasıl yeniden çıkarabildiğini öğrenebilirsek, aslında laboratuvarda tümüyle yeni bir diş çıkarabiliriz.” Klein bunun önümüzdeki beş yıl içinde göreceğimiz bir şey olmadığını düşünüyor fakat “her şey çok hızlı ilerlediği için 20-30 yıl içerisinde gerçekleşirse şaşırmayacağını” söylüyor.
İlk bakışta bilim kurgu gibi gelebilir fakat burada öğütülecek bir sürü şey var.
Şikago – Illinois Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesinin periodonti bölümünde profesör olan Dr. Salvador Nares şöyle açıklıyor: “Diş başlı başına zor bir mesele; onu kemiğin parçası haline getirmek, çenenizle bütünleştirmek ise yenilenmenin başka bir tarafı.” Nares, aynı bölümde yardımcı profesör olarak çalışan Dr. Afsar Naqvi ile Popular Science‘a konuştu.
“Nihayetinde bilim insanlarının hayali, diş eti dokusuna bir tür kapsül veya başka bir şey yerleştirerek sonrasında bunu büyütüp diş haline getirmek” diyor Nares. “Fakat burada kolay olmayan şeyler var çünkü doğru ve tam olan belli bir morfolojiniz olması gerekiyor.” Dişin dayanıklı ve doğru şekle sahip olması gerekiyor, ayrıca yerinde kalmalı ve vücudunun geri kalanıyla iyi çalışmalı. Tüm bunların ötesinde, “Büyümesinin durması gerekiyor çünkü büyümeye devam ederse, buna kanser denir” diyor Nares. Profesör işlerin bugün durduğu nokta konusunda ise bebeklerin çıkan dişlerindeki kök hücreler üzerinde yürütülen araştırmalara işaret ederek, “aslında belli laboratuvarların bu hücrelerden faydalanarak dişin bazı kısımlarını ürettiğini” söylüyor.
Hücre iskelesi (hücre tohumları ekebildiğimiz yapılar) ve biyo-yazdırma gibi alanlar da CRISPR tarzındaki gen düzenleme yöntemleri gibi ilerledi.
“Gen düzenleme hastaların kendi hücre tiplerini kullanıp onları istenen hücre tipine yönlendirerek ve onları onarım ve yenilenme amacıyla kullanarak, organoidlerin reddedilmesinden kaçınmada çok umut verici bir yol olabilir” diye açıklıyor Naqvi.
Ayrıca teoride, günün birinde insanlarda diş büyümesini mahmuzlayabilecek bir antikor ilacına yönelik araştırmalar da var. Fakat bu araştırmada yer almayan Naqvi’nin, “diş dokularına özgü olmayan” bir geni hedef alacak (USAG-1) bu olası tedaviyle ilgili endişeleri var.
“Bu gen aralarında böbreklerin de bulunduğu farklı dokularda, çok yüksek bir seviyede ifade ediliyor” diyen Naqvi şöyle ekliyor: “Diş büyümesinin ötesinde, kemik büyümesini olumlu, olumsuz veya başka bir şekilde etkilerse ne olacak? Kontrol edilmek zorunda.”
Popular Science, USAG-1 araştırmalarında yorum için baş yazar Dr. Katsu Takahaşi ve Kyoto Üniversitesi Hastanesine e-posta gönderdi ancak hiçbiri yanıt vermedi.
Yine de dişlerin yeniden çıkarılmasına yönelik araştırma boyutu göz önüne alındığında, elbet bir gün işe yarar bir şey çıkar değil mi? Altı aylık diş temizliklerinin canı cehenneme?
“Eğer bu soruyu beş, on yıl önce soracak olsaydınız, tüm bu süreçte ne kadar uzakta olduğumuz bağlamında muhtemelen farklı bir cevap alırdınız” diyor Nares. “Fakat yapay zekanın hızla hesaplama yapabilmesi ve bizim görmediğimiz şeyler ile örüntüleri görmesiyle beraber, keşiflerin hızlanacağını ve dişleri yeniden çıkarma ya da diğer dokuları yetiştirme fikrinin uygulamaya döküleceğini kafamızda canlandırıyoruz.” Yine de Nares, önümüzde on yıl içinde tüm bunların gerçeğe dönüştüğünü görmeyi beklemediğini söyleyip uyarıyor: Güvenlik endişelerinden, deneylerden, düzenleyici kurallardan ve genel olarak “yapılması gereken bir sürü iş”ten bahsederek, “Bence hâlâ epey uzaktayız” diyor.
Bu arada Nares, sahip olduğumuz kalıcı dişlerden saygıyla bahsediyor. “Birlikte doğduğumuz bu doğal dişlenmenin başka bir örneği yok” diye açıklıyor.
Kalıcı dişlerin yetişkinlik süresince işlevini yerine getirmesi için fırçalama, diş ipi kullanma ve temizlik de dahil sürekli bakım yapılması gerekiyor. Üstelik diş sağlığı dişler ve diş etleriyle de sınırlı değil; ağzınızın durumu, genel sağlığınızın bir göstergesi. Araştırmacılar diş etiği sağlığını Alzheimer, diyabet ve diğer sağlık durumlarıyla ilişkilendirmiş.
“Okurlara ağız hijyenlerinden vazgeçmemeleri konusunda uyarıda bulunuyorum” diyor Nares. “Çürüklere ve daha büyük ölçüde de dişleri gevşetip onların düşmesine yol açan diş eti hastalıklarına sebep olan tüm bu mikroplar, vücudun diğer kısımlarına yayılıyor ve gerçekten de ağızdan uzakta çeşitli etkiler meydana getirebiliyor.”
“Bu yüzden ağzınızı kesinlikle temiz tutun” diye ekliyor.
Kaynak ve devamına Buradan ulaşabilirsiniz.
Haberciyi öldürmek
Bakterilerde yeni tanımlanan bir anti-viral savunma sistemi, mRNA’yı kimyasal olarak değiştirerek yeni bir mekanizma yoluyla enfeksiyonu önlüyor.
İnsanlar ve diğer karmaşık çok hücreli organizmalar gibi, tek hücreli bakteriler de hastalanabilir ve viral enfeksiyonlarla savaşabilir. Bakteriyel bir virüs, dünyadaki en yaygın yaşam formlarından biri olan bir bakteriyofaj veya daha basit bir ifadeyle faj tarafından oluşturulur. Fajlar ve bakteriler sürekli bir savaş içindedir, virüs bakterinin savunmasını aşmaya çalışırken bakteri kendini korumak için yeni yollar bulmak için yarışır.
Bu anti-faj savunma sistemleri dikkatli bir şekilde kontrol ediliyor ve ihtiyatlı bir şekilde yönetiliyor; uykudalar ancak her zaman saldırıya hazırlar.
MIT Biyoloji Bölümü’ndeki Laub Laboratuvarı’ndan Nature’da yakın zamanda yayınlanan yeni açık erişimli araştırma, bakterilerdeki bir anti-faj savunma sistemi olan CmdTAC’ı karakterize etti. CmdTAC, proteinleri üretmek için kullanılan tek iplikli genetik kodu, haberci RNA’yı değiştirerek viral enfeksiyonu önler.
Bu savunma sistemi, faj enfeksiyonunu, viral fajın kendi amaçları için konakçının makinesini ele geçirdiği bir aşamada tespit eder. Yok olma karşısında, talihsiz bakteri, çeviriyi durduracak, yeni proteinlerin yaratılmasını önleyecek ve enfeksiyonu sonlandıracak bir savunma sistemini harekete geçirir — ancak bu süreçte kendini mahveder.
“Bakteriler bir grup halindeyken, birbirlerine bağlı olmayan çok hücreli bir organizma gibidirler. Bir hücrenin, diğer bir özdeş hücreyi kurtarmak için kendini öldürmesi evrimsel olarak faydalı bir stratejidir,” diyor çalışmanın ortak yazarı ve doktora sonrası araştırmacı Christopher Vassallo. “Bunun kendini feda etmek gibi olduğunu söyleyebilirsiniz: Bir hücre diğer hücreleri korumak için ölür.”
mRNA’yı değiştirmekten sorumlu enzime ADP-riboziltransferaz denir. Araştırmacılar bu enzimlerden yüzlercesini karakterize ettiler — birkaçının DNA veya RNA’yı hedef aldığı bilinse de, bir avuç kadarı hariç hepsi proteinleri hedef alıyor. Bu, bu enzimlerin hücreler içinde mRNA’yı hedef alarak karakterize edildiği ilk seferdir.
Anti-faj savunmasına ilişkin anlayışın genişletilmesi
Ortak ilk yazar ve lisansüstü öğrencisi Christopher Doering, araştırmacıların anti-faj savunma sistemlerinin çeşitliliğinin ve karmaşıklığının genişliğini ancak son on yılda takdir etmeye başladıklarını belirtiyor. Örneğin, tıptan tarıma her alanda kullanılan bir teknik olan CRISPR gen düzenlemesi, bakteriyel CRISPR-Cas9 anti-faj savunma sistemi üzerine yapılan araştırmalara dayanmaktadır.
CmdTAC, toksin-antitoksin sistemi adı verilen yaygın bir anti-faj savunma mekanizmasının bir alt kümesidir. Bir TA sistemi tam da budur: ilişkili bir antitoksin tarafından etkisiz hale getirilen hücrenin süreçlerini öldürebilen veya değiştirebilen bir toksin.
Bu TA sistemleri tanımlanabilse de — toksin tek başına ifade edilirse hücrenin büyümesini öldürür veya engeller; toksin ve antitoksin birlikte ifade edilirse toksin nötralize olur — bu sistemleri aktive eden durumların dizisini karakterize etmek yoğun çaba gerektirir. Ancak son yıllarda birçok TA sisteminin anti-faj savunması olarak hizmet ettiği gösterilmiştir.
Viral savunma sistemini anlamak için iki genel soruya cevap verilmesi gerekir: Bakteriler enfeksiyonu nasıl tespit eder ve nasıl tepki verirler?
Enfeksiyon tespiti
CmdTAC, ek bir element içeren bir TA sistemidir ve üç bileşen genellikle kararlı bir kompleks halinde bulunur: toksik CmdT, antitoksin CmdA ve şaperon adı verilen ek bir bileşen olan CmdC.
Fajın koruyucu kapsid proteini mevcutsa, CmdC, CmdT ve CmdA’dan ayrılır ve bunun yerine faj kapsid proteiniyle etkileşime girer. Makalede özetlenen modelde, şaperon CmdC, bu nedenle, bir enfeksiyon meydana geldiğinde bunu tanımaktan sorumlu olan sistemin sensörüdür. Faj genomunu koruyan kapsid gibi yapısal proteinler, bol miktarda bulundukları ve faj için gerekli oldukları için yaygın bir tetikleyicidir.
CmdC’nin ayrılması nötralize edici antitoksin CmdA’nın parçalanmasına neden olur ve bu da ölümcül işini yapmak üzere toksin CmdT’nin serbest kalmasına yol açar.
Serbest dolaşan toksisite
Araştırmacılar hesaplamalı araçlar tarafından yönlendiriliyordu, bu yüzden CmdT’nin diğer benzer enzimlere olan benzerlikleri nedeniyle muhtemelen bir ADP-riboziltransferaz olduğunu biliyorlardı. Adından da anlaşılacağı gibi, enzim hedefine bir ADP ribozu aktarır.
CmdT’nin belirli bir dizi veya pozisyonla etkileşime girip girmediğini belirlemek için, tek zincirli RNA’nın kısa dizilerinin bir karışımını test ettiler. RNA’nın dört bazı vardır: A, U, G ve C ve kanıtlar, enzimin GA dizilerini tanıdığını gösteriyor.
mRNA’daki GA dizilerinin CmdT modifikasyonu, bunların çevirisini engeller. Yeni proteinlerin yaratılmasının durdurulması, enfeksiyonu sonlandırır ve fajın konakçının ötesine yayılarak diğer bakterileri enfekte etmesini önler.
Vassallo, “Bu sadece yeni bir bakteri bağışıklık sistemi türü değil, aynı zamanda söz konusu enzim daha önce hiç görülmemiş bir şey yapıyor: mRNA’nın ADP-ribsolasyonu” diyor.
Makalede anti-faj savunma sisteminin ana hatları ana hatlarıyla belirtilmiş olsa da, CmdC’nin kapsid proteiniyle nasıl etkileşime girdiği ve GA dizilerinin kimyasal modifikasyonunun translasyonu nasıl engellediği belirsizdir.
Bakterilerin ötesinde
Daha geniş bir açıdan bakıldığında, faj karşıtı savunmayı araştırmak, Laub Laboratuvarı’nın bakterilerin nasıl işlev gördüğü ve evrimleştiğini anlama genel hedefiyle örtüşüyor; ancak bu sonuçların bakterilerin ötesinde daha geniş etkileri olabilir.
Kıdemli yazar Michael Laub , Salvador E. Luria Profesörü ve Howard Hughes Tıbbi Enstitüsü Araştırmacısı, ADP-riboziltransferazın insan hücreleri de dahil olmak üzere ökaryotlarda homologları olduğunu söylüyor. Bunlar iyi çalışılmamış ve Laub Laboratuvarı’nın araştırma konuları arasında değil, ancak viral enfeksiyona yanıt olarak yukarı regüle edildikleri biliniyor.
Laub, “Organizmaların kendilerini viral enfeksiyona karşı savunmak için kullandıkları çok sayıda farklı ve havalı mekanizma var,” diyor. “Bakterilerin kendilerini savunma biçimleri ile insanların kendilerini savunma biçimleri arasında bazı benzerlikler olabileceği fikri cezbedici bir olasılık.”
Kaynak ve devamına Buradan ulaşabilirsiniz.
Ren Geyiği Rejeneratif Tıbbın Önünü Açtı
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.”
Neandertaller ve insanlar ne zaman iç içe geçti? Genomics Bir Tarihte Yaklaşıyor
Şimdiye kadar dizilenen en eski insan genomları, Neandertal atalarımızın tek bir melezleşme “nabzından” geldiğini ortaya koyuyor ve zamanlamayı belirliyor.
Bilim insanları, Afrika dışındaki insanların genomlarının yüzde 2 ila 3’ünü Neandertal atalarına borçlu olduğunu uzun zamandır biliyorlar. Ancak şimdi, şimdiye kadar analiz edilen en eski modern insan DNA’sını kullanarak, iki ayrı çalışma, bu ataların izini 45.000 ila 49.000 yıl önce meydana gelen tek bir melezleşme dalgasına kadar sürdü.
“Bu etkileşimin zirvesinin 47.000 yıl önce olduğunu düşünüyoruz – bu da bize bu Afrika dışı göçün
ne zaman gerçekleşmiş olabileceğine dair kabaca bir tahmin veriyor” diyor Almanya’nın Leipzig kentindeki Max Planck Evrimsel Antropoloji Enstitüsü’nde evrimsel genetik alanında doktora sonrası araştırmacı ve Perşembe günü Science dergisinde yayınlanan çalışmalardan birinin baş yazarı Leonardo Iasi. Aynı zamanda Nature’da
eş zamanlı olarak yayınlanan diğer makalenin ortak yazarıdır.
Kaynak:Devamına buradan ulaşabilirsiniz.
Eklembacaklılarda kanonik terpen sentazları: İntrafilum gen transferi
En özel hayvan grubu olan böcekler, iletişim için bilgi kimyasallarına güvenir. Terpenoidler, çeşitli böcek bilgi kimyasalları sınıfıdır. Yine de böceklerde terpenoid biyosentezi hakkındaki anlayışımız çok sınırlıdır. Burada, Sciaridae familyasındaki böceklerin terpenoid biyosentezi için bitkiler, mantarlar ve bakteriler gibi kanonik terpen sentaz (TPS) genleri kullandığını bildiriyoruz. Sciaridae TPS’ler, akarlardan gelen TPS’lerle en yakından ilişkilidir, bu da akarlardan Sciaridae’nin ortak atasına yatay gen transferi olasılığını ima eder. Bir model böcek Bradysia coprophila’da, TPS genlerinin fonksiyonel enzimleri kodladığı ve yetişkin erkeklerde en yüksek ekspresyon seviyelerine sahip olduğu bulundu. Bulgularımız, böceklerde terpenoid biyosentezinin evrimine ışık tuttu.
Kaynak: Devamına buradan ulaşabilirsiniz.
Beş Saniye Kuralı Doğru mu? Şansınızı Fazla Zorlamayın
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?