Biyolojik kalıtımların genlerden ibaret olmadığı açıklandı
Yapılan araştırmaya göre, tüm insanların bir yumurta ve sperm hücresinin döllenmesiyle oluşan tek bir hücrenin çoğalmasının eseri olduğu ve her hücrenin aynı DNA dizisini barındırdığı belirtildi.
Birgün'ün haberine göre, karaciğerden sinirlerimize insan vücudunda yer alan 250 farklı hücre tipi birbirinden oldukça farklıdır ve kendilerine has işlevleri bulunur. Bu farklılaşmalar her hücre tipi için farklı DNA bölgelerinin “açık” ya da “kapalı” olmasıyla sağlanır. Dahası epigenetik olarak adlandırılan bu süreç yalnızca hücre farklılaşması sırasında gerçekleşmez, yaşam biçimimizin ve çevrenin etkisiyle ömrümüz boyunca hangi genlerimizin etkin olacağı değişmeye devam eder. Örneğin sigara kullanımı akciğer hücrelerindeki epigenetik yapıyı değiştirir ve nihayetinde kansere öncülük edebilir. Bilim insanları stres, hastalık ve beslenme düzeni gibi diğer dışsal uyaranların etkilerinin de benzer şekilde hücrelerin epigenetik hafızasında saklandığı tahmin ediyorlar.
Her ne kadar canlıların yaşamları boyunca biriktirdikleri epigenetik değişimler güçlü bir biçimde ortaya konulmuş olsa da bunların yavrulara aktarılıp aktarılamayacağı uzun süredir bilimsel camialarda tartışılmaya devam ediyor. Çoğu bilim insanı yakın zamana kadar epigenetik hafızanın sperm ve yumurta oluşumu sırasında tamamen sıfırlandığını varsayıyorlardı, güncel çalışmalar bu fikri alt üst etmekle birlikte bu aktarımın nasıl gerçekleştiği ve bu genetik modifikasyonların yavrularda nasıl etkileri olduğu henüz tam olarak anlaşılabilmiş değil. Sıklıkla örnek verilen büyükbabanın beslenme biçimiyle torunların şeker hastalığı ve kardiyovasküler hastalıklara sahip olma riskindeki artış arasındaki bağlantı da dâhil olmak üzere 90’ların başından bu yana pek çok farklı canlıda epigenetik kalıtıma dair bulgular ortaya konulmuştu. Yine de moleküler düzeydeki bulgu ve açıklamalar hala yetersiz. Max Planck Enstitüsü’nden araştırmacılar 14 Temmuz’da Science’da yayınladıkları çalışmayla hem moleküler düzeyde epigenetik kalıtıma dair bir örnek hem de bunun yavrunun gelişimindeki etkisini gösterdiler. Araştırma annenin epigenetik hafızasının yavruların gelişiminde ve hayatta kalabilmesinde olduğuna dair kanıt sunuyor. Ekip epigenetik değişimlerin (modifikasyonların) anneden embriyoya nasıl aktarıldığını araştırmak için meyve sineğini (Drosophila) kullandı ve insanda da bulunan H3K27me3 olarak isimlendirilen belirli bir modifikasyona odaklandı. H3K27me3 kromatin olarak isimlendirilen hücre çekirdeğindeki DNA paketlenmesini değiştiriyor ve esas olarak gen ifadesini (RNA üretimini) baskılamakla ilişkili bir modifikasyon. Araştırmacılar annenin yumurta hücresindeki başka epigenetik işaretler silinirken kromatin DNA’sını etiketleyen H3K27me3 modifikasyonunun döllenmeden sonra da varlığını koruduğunu keşfettiler. Ancak araştırmacılar yalnızca bu modifikasyonun aktarılmasıyla değil, bunun embriyo üzerinde önemli bir etkisinin olup olmadığını da merak ediyorlardı.
Kalıtılan epigenetik işaretler embriyo oluşumu için önemli
Bu nedenle araştırmacılar meyve sineğinde H3K27me3 işaretini oluşturan enzimleri kaldırmak için çeşitli genetik araçlar kullandılar ve gelişimin erken aşamasında H3K27me3 bulunmayan embriyonun son aşamaya kadar gelişemediğini keşfettiler. Araştırmacılara göre bu epigenetik bilginin yalnızca bir nesilden diğerine aktarılmakla kalmadığını aynı zamanda embriyonun gelişimi için vazgeçilmez olduğunu ortaya koyuyor. Embriyoları yakından incelediğinde ekip normalde kapalı olan bir takım gelişimsel genin H3K27me3 yokluğunda açıldığını tespit ettiler. Ekip bu genlerin gelişim sırasında çok erken aktif hale gelmesinin embriyo gelişimini engellediğini ve sonucunda embriyonun ölümüyle sonuçlandığını varsaydıklarını aktarıyor. Kalıtılan epigenetik bilginin genetik kodun doğru biçimde ifade edilebilmesi için gerekli olduğu sonucuna varıyorlar.
Max Planck araştırmacılarının ulaştığı sonuçlar yalnızca nesiller boyunca aktarılmakla kalmayıp dahası erken embiyo gelişimindeki karmaşık gen aktivasyon süreçlerini kontrol eden bir öneme sahip olduğunu göstermesi, kalıtımın tam olarak anlaşılması için önemli bir adım. Ekibe göre bu en azından bazı vakalarda çevresel adaptasyonların aktarılmasının incelenmesi için yeni bir zemin sunuyor. Bunun ötesinde çevremiz ve yaşam biçimimiz epigenetik mekanizmaların engellenmesi kanser, şeker ve otoimmün gibi hastalıklarla ilişkili olabilir ve bu yeni bulguların insan sağlığı açısından uygulamaları olabilir.