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.

Çalışmasını Nature Communications bülteninde yayımlayan uluslararası bir araştırma takımı, eşi görülmemiş bir dönüm noktasına ulaştı: Geçmişi hayvanlardan bile öncesine uzanan ve ortak bir atayı paylaştığımız çok hücreli bir canlıdan aldıkları genetik araçları kullanarak, tümüyle gelişmiş bir fare meydana getirme kabiliyetine sahip fare kök hücreleri oluşturdular. Bu çığır açan gelişme, kök hücrelerin genetik kökenlerine dair bildiklerimizi yeniden şekillendiriyor ve hayvanlar ile onların tek hücreli antik akrabaları arasındaki evrimsel bağlara yeni bir bakış açısı getiriyor.

Londra Queen Mary Üniversitesinde çalışan Dr. Alex de Mendoza, Hong Kong Üniversitesinde çalışan araştırmacılarla ortaklaşa yürüttüğü ve kulağa bilim kurgu gibi gelen bir deneyde tek hücreli canlılar olan yakalı kamçılılardaki bir geni kullanarak kök hücre oluşturmuş. Bilim insanları daha sonra bu kök hücreleri kullanarak yaşayan ve nefes alan bir fare dünyaya getirmiş. Hayvanların yaşayan en yakın akrabaları olan yakalı kamçılıların genomları, memelilerdeki kök hücrelerde farklılaşmaya (hücrenin herhangi bir tipe dönüşme potansiyeli) yön verdiği bilinen Sox ve POU genlerinin versiyonlarını barındırıyor. Bu beklenmedik keşif, söz konusu genlerin özel olarak sadece hayvanlarda evrimleştiğine dönük uzun süredir var olan bir inanışa da meydan okuyor.

“Tek hücreli akrabalarımızdan elde ettiğimiz moleküler araçları kullanıp başarıyla bir fare meydana getirerek, yaklaşık bir milyar yıllık evrim boyunca sıra dışı bir işlev devamlılığına şahit oluyoruz” diyor Dr. de Mendoza. “Çalışma, kök hücre oluşumuna dahil olan kilit genlerin kök hücrelerden çok daha önce ortaya çıkmış olabileceğini ve belki de bugün gördüğümüz çok hücreli yaşamın yolunu açtığını akla getiriyor.”

2012 Nobel ödülünün sahibi Shinya Yamanaka, bir Sox (Sox2) ve bir POU (Oct4) geninin de dahil olduğu sadece dört faktörün ifade edilmesiyle “farklılaşmış” hücrelerden kök hücreleri elde etmenin mümkün olduğunu göstermişti. Bu yeni araştırmada, Dr. Ralf Jauch’un Hong Kong Üniversitesi Dönüşümsel Kök Hücre Biyolojisi Merkezindeki laboratuvarıyla ortaklaşa yürütülen bir grup deneyde araştırmacılar, yakalı kamçılıların Sox genlerini fare hücrelerine aktarıp doğal Sox2 geninin yerini alarak, farklılaşabilen kök hücresi durumuna doğru yeniden programlama yapmışlar. Yeniden programlanan bu hücrelerin etkinliğini doğrulamak için de onları gelişmekte olan bir fare embriyosuna enjekte etmişler. Ortaya çıkan kimerik fare, hem donör embriyosuna hem de laboratuvarda başlatılmış kök hücrelere ait siyah kürk bölgeleri ve koyu renkli gözler gibi fiziksel özellikler sergilemiş. Bu durum, bahsedilen antik genlerin kök hücreleri hayvanın gelişimiyle uyumlu hale getirmede çok önemli bir rol oynadığını doğruluyor.

Çalışmada, DNA’yı bağlayıp diğer genleri düzenleyen Sox ve POU proteinlerinin erken versiyonlarının, sonraları çok hücreli atalarca kök hücre oluşumu ve hayvan gelişiminin parçası haline gelecek işlevler yönünden nasıl kullanıldığının izi sürülüyor. Dr. de Mendoza şöyle açıklıyor: “Yakalı kamçılıların kök hücreleri yok, onlar tek hücreli canlılar fakat bu genlere sahipler. Bu genlerin amaçları çok hücreli hayvanlarda sonradan değişerek, kompleks yapılar inşa etmede temel hücresel süreçleri kontrol etmek için kullanılmış.”

Bu yeni fikir, genetik araçların evrimsel becerisini vurguluyor ve erken yaşam formlarının, gerçek çok hücreli canlılar ortaya çıkmadan uzun süre önce nasıl benzer mekanizmalardan yararlanarak hücre özelleşmesine yön vermiş olabileceğine ve evrimde geri dönüşümün önemine dair kısa bir bakış sunuyor.

Bu keşfin evrimsel biyolojinin ötesinde, muhtemelen yenileyici tıptaki yeni ilerlemelere bilgi sunma gibi sonuçları var. Bilim insanları kök hücre mekanizmasının nasıl evrimleştiğini daha iyi öğrenerek, kök hücre terapilerini en iyi hale getirmenin yeni yollarını belirleyebilir ve hastalıkların tedavisi ya da hasar gören dokuların onarılmasında yeniden programlanan hücreleri iyileştirebilir.

“Bu genetik araçların antik köklerini incelemek, farklılaşma mekanizmalarının nasıl değiştirilebileceğini veya en iyi hale getirilebileceğini daha net görerek yenilik meydana getirmemizi sağlıyor” diyor Dr. Jauch. Evrimsel biyolojinin ötesinde sonuçlar doğurabilecek bu keşif, rejeneratif tıpta yeni gelişmeler için katkı sağlayabilir. Bilim insanları kök hücre mekanizmasının nasıl evrimleştiğini daha iyi anlamamızı sağlayarak, kök hücre terapilerini en uygun hale getirmenin yeni yollarını belirleyebilir ve hastalıkları tedavi etmek ya da hasar görmüş dokuları onarmak için hücrelerde yeniden programlanma yöntemleri geliştirebilirler.

Dr. Jauch, bu genlerin yapay versiyonlarıyla deney yapılarak ortaya çıkarılabilecek ilerlemelerin belli bağlamlarda doğal hayvan genlerinden bile daha iyi performans gösterebileceğini belirtiyor.

Yazının Tamamı İçin Tıklayınız.