Minik bir denizanası araştırmacıları büyülüyor. Hücreleri ölmeden yaşam döngüsünü tekrar tekrar yaşar. Araştırmacılar nihayet tüm genomun şifresini çözdüler ve uzun ömür mekanizmalarının tamamını keşfettiler.
Turritopsis dohrnii sıradan bir denizanası değil. Diğer hayvanlar yaşlanıp üreme sonrasında öldüklerinde olağanüstü bir şey yapar: Gelişimin daha erken bir aşamasına döner, yeniden larva olur ve hayatına yeniden başlar. Tekrar tekrar. Fark edilebilir bir sınır olmadan. Biyologlar buna “yaşam döngüsünün tersine çevrilmesi” diyor ve gerekli ihtiyatla biyolojik ölümsüzlükten söz ediyor.
Peki bunun arkasında ne var? Oviedo Üniversitesi'nden uluslararası bir araştırma ekibi, ilk kez yalnızca birkaç milimetre uzunluğundaki bu denizanasının genomunun tamamını çözdü ve onu yakın akraba olan ölümlü bir türünkiyle karşılaştırdı: Turritopsis rubrakarşılaştırılabilir bir gençleştirici yeteneği olmayan. Sonuçlar “PNAS” uzman dergisinde yayınlandı.
Genetik yapısı T. dohrnii Yaklaşık 390 milyon baz çiftinden oluşur ve yaklaşık 17.500 gen içerir. Karşılaştırma için: T. rubra yaklaşık yarısı kadar geliyor. Araştırmacılar özellikle yaşlanma süreçleri ve DNA onarımı ile ilgili olan yaklaşık 1000 geni incelediler ve çarpıcı farklılıklar keşfettiler.
T. dohrnii'de, DNA kopyalanmasının kesinliğinden ve genetik hasarın onarılmasından sorumlu olan belirli genlerin önemli ölçüde daha fazla kopyası vardı. Örneğin DNA polimeraz delta enzimine ait gen dört kez mevcuttur T. rubra yalnızca bir kez. Aynı durum birçok onarım geni için de geçerlidir. Bu, ölümsüz denizanasının genetik yapısını özellikle dikkatli bir şekilde koruduğunu gösteriyor; süresiz olarak yeniden başlamayı planlıyorsanız bu bir avantajdır.
Telomerler ve sonun sorusu
Yaşlanma araştırmalarında merkezi bir konu telomerlerdir: kromozomların uçlarındaki koruyucu başlıklar. Her hücre bölünmesinde kısalır ve biyolojik saat olarak kabul edilir. Şu tarihte: T. dohrnii Araştırmacılar normalde telomerlerin çok fazla büyümesini önleyen POT1 adı verilen önemli bir proteinde değişiklikler buldular. Bu proteinin denizanası versiyonu telomerlere diğer hayvanlara göre çok daha zayıf bir şekilde bağlanıyor; bu da telomerlerin kısaltılmamasına, aksine korunmasına ve hatta uzatılmasına yol açabilir. Hücre yaşlanmasını önleyecek bir mekanizma.
Ek olarak: T. dohrnii Telomerleri uzatan ve aynı zamanda insan kanser hücrelerinde aşırı aktif olan telomeraz enziminin aktivitesini artırabilen bir genin daha fazla kopyasına sahiptir.
Ölümsüz denizanası, reaktif oksijen türleri olarak adlandırılan, normal metabolizma sırasında üretilen ve hücre hasarına neden olan agresif moleküllerle uğraşırken de özel özellikler gösterir. Bu tür hasarları savuşturan bir protein olan tioredoksin geninin beş kopyasını taşıyor. T. rubra sadece iki tane var. Oksidatif strese karşı korumada da rol oynayan glutatyon redüktaz enzimi rol oynar. T. dohrnii iki kez mevcut – ancak incelenen diğer denizanası türlerinin hiçbirinde yok. İlginç: Meyve sinekleriyle yapılan önceki deneyler, bu genlerin aktivitesinin artmasının yaşamı uzattığını göstermişti.
Belki de en ilgi çekici bulgu, yaşam döngüsünün tersine çevrilmesinin moleküler düzeyde nasıl çalıştığıyla ilgilidir. Bu süreçte, tamamen farklılaşmış hücrelerin, yani vücutta belirli bir görevi üstlenmiş olan hücrelerin, yeni hücre türlerinin ortaya çıkabileceği pluripotent duruma geri döndüğü anlaşılıyor. Bu, kök hücre araştırmalarında yapay olarak başlatılan yeniden programlamayı hatırlatıyor.
Aslında, araştırmacılar yaşam döngüsünün tersine çevrilmesi sırasında tam olarak bu süreçlerin kanıtlarını buldular: Normalde gelişimin gidişatını belirleyen ve embriyonik kök hücrelerde aktif olarak bastırılan bir grup gen (Polycomb baskılayıcı kompleks 2 olarak adlandırılır) gençleştirme aşaması sırasında denizanasında aşağı doğru düzenlenir. Aynı zamanda, kök hücre araştırmalarında da rol oynayan SOX7, SOX14 ve MYC faktörlerinin varyantları da dahil olmak üzere pluripotens ile ilişkili genler aktive ediliyor.
Yazarlar, “Bu faktörler, pluripotens sinyal yollarının aktivasyonunda anahtar rol oynayabilir” diye yazıyorlar; dikkatli bir şekilde ifade ettiler, ancak net çıkarımlar yaptılar.
Gençlik çeşmesi mi?
Tabii ki öyle Turritopsis dohrnii insanın ölümsüzlüğüne dair bir plan yok. Denizanası ve insanlar evrimsel olarak birbirinden çok uzaktır ve açıklanan mekanizmaların çoğu, insanlar kadar karmaşık bir organizmada temelde farklı şekilde çalışır. Yazarlar ayrıca her iki topluluğun genom kalitesinde hâlâ boşluklar bulunduğunu ve yakından ilişkili diğer ölümlü türlerle daha doğrudan bir karşılaştırmanın gerekli olabileceğini kabul ediyorlar.
Bununla birlikte, çalışma değerli bilgiler sağlıyor: Ölümsüz denizanası tek bir numara bilmiyor gibi görünüyor, bunun yerine birlikte çalışan bir dizi mekanizmayı (daha iyi DNA onarımı, daha kararlı telomerler, daha güçlü antioksidan koruma, daha esnek hücre programlaması) biliyor. Bu tam kombinasyon nedenini açıklayabilir T. dohrnii doğada başka türlü oluşmayan bir şey yaratır.
Yaşlanma araştırmaları bu denizanasıyla alışılmadık bir model buldu; biyolojik son kullanma tarihinin mutlak bir yasa olmak zorunda olmadığını gösteren bir model.
Bir yanıt yazın