İnsan Genomunun Gizemli Kodları: Zıplayan Genler
İsviçreli hekim Friedrich Miescher‘in 1869’da DNA’yı ilk defa izole etmesiyle başlayan genom bilimi serüveni, 1940’larda sitogenetikçi Barbara McClintock‘un “zıplayan genler” olarak adlandırılan hareketli genetik öğeleri (transposable elements, TE) keşfetmesiyle yeni bir boyut kazandı. Bu keşif, on yıllar sonra İnsan Genomu Projesi ile daha da anlam kazandı. Proje, bu hareketli öğelerin insan genomunun yaklaşık %45‘ini oluşturduğunu ve milyonlarca yıl boyunca “kopyala-yapıştır” mekanizmasıyla yayıldığını ortaya koydu. Yakın zamanda ise bir grup araştırmacı, bu genleri daha derinlemesine inceleyerek genomumuzu etkileyen gizli “hayalet kodları” gün yüzüne çıkardı.
“Çöp DNA” Algısı Değişiyor
Uzun yıllar boyunca, birbirine çok benzeyen ve sürekli tekrar eden yapıları nedeniyle “çöp DNA” olarak adlandırılan bu diziler, genellikle eski virüslerden kalan işlevsiz genetik artıklar olarak kabul ediliyordu. Ancak son yıllarda yapılan çalışmalar bu bakış açısını kökten değiştirdi. Bilim insanları artık zıplayan genlerin, genomun işleyişi, kromozomların evrimi, türleşme süreci ve genetik çeşitliliğin sağlanmasında kritik roller üstlendiğini düşünüyor.
Kyoto Üniversitesi’nden çalışmanın ortak yazarı Fumitaka Inoue, “Genomumuz uzun zaman önce dizilendi ama pek çok bölümünün işlevi hâlâ bilinmiyor,” diyerek zıplayan genlerin anlaşılmasının genetik biliminin en büyük gizemlerinden birini aydınlatabileceğini vurguladı.
Hakemli bilim dergisi Science Advances‘ta yayınlanan yeni bir uluslararası araştırma, bu gizemli dizileri analiz etmek için geliştirilen yepyeni bir yöntemle gen ifadesinden sorumlu gizli kalıpları ortaya çıkardı.
Zıplayan Genleri Sınıflandırmada Yeni Yaklaşım
Araştırma ekibi, geleneksel araçların yerine, bu dizileri hem evrimsel kökenlerine hem de primat genomundaki korunma seviyelerine göre gruplandıran yenilikçi bir yaklaşım benimsedi. Özellikle MER11 adlı bir zıplayan gen ailesine odaklanan ekip, bu dizileri evrimsel olarak en eskiden en gence doğru MER11_G1, G2, G3 ve G4 olarak dört alt gruba ayırdı.
Bu yeni sınıflandırma sayesinde, MER11 ailesinin genom içinde önemli bir düzenleyici göreve sahip olabileceği keşfedildi. Bu dizilerin, özellikle insan gelişiminin erken dönemlerinde gen ifadesini açıp kapatan birer anahtar gibi davrandığı anlaşıldı. Gen ifadesinin kontrolü, bir genin aktifleşerek protein üretmesini veya pasifleşerek üretimi durdurmasını sağlar.
En Genç Grup En Güçlü Etkiye Sahip
Araştırmacılar, “lentiMPRA” adını verdikleri özel bir teknik kullanarak insan kök hücreleri ve erken dönem sinir hücrelerinde yaklaşık 7.000 MER11 dizisini test etti. Elde edilen sonuçlar, evrimsel olarak en genç grup olan MER11_G4‘ün gen ifadesi üzerinde en güçlü etkiyi yarattığını gösterdi. Bu grubun, gen gelişimini ve tepkisini yönlendiren “düzenleyici motifler” olarak bilinen kısa DNA dizilerini kullandığı belirlendi.
Bu bulgular, milyonlarca yıl önce kadim virüslerden miras kalan DNA dizilerinin, günümüzde bile primat genomunun şekillenmesinde ve işleyişinde aktif bir rol oynamaya devam ettiğini kanıtlıyor. İnsan genomunu anlama yolculuğu, 150 yılı aşkın süredir devam etse de her yeni keşifle bizleri şaşırtmayı sürdürüyor.