Etiket: gen dizilimi

Yayım tarihi

İnsan embriyolarının genetiği bilimciler tarafından değiştirildi

Genom değiştirme ( genetik değiştirme ) araçlarından CRISPR-bağıl sistem veya Cas ( DNA üzerindeki kümelenmiş ve aralarında boşluklar bulunan kısa palindromik nükleotit dizileri) olarak bilinen gen sistemlerii insan hücreleri, hayvan zigotları gibi model sistemlerde gen değiştirmek için sıkça kullanılıyor ve belirli klinik araştırmalar için de son derece kolay ve umut verici bir yöntem olarak yer alıyor. Bu DNA dizileri isteğe göre genleri değiştirmek üzere ilgili bölgeler hedef alınarak yerleştiriliyor ve genlerin işleyişi kontrol altında tutuluyor.

Bugün bile, insan embriyosunun ilk dönemlerinde DNA tamir mekanizmalarının tam olarak nasıl çalıştığıyla ilgili büyük bir bilgi boşluğu var. Bu sebepten dolayı, CRISPR/Cas9 gibi genetik değiştirme sistemlerinin anneye verilecek olan embriyolarda kullanılmasının ne kadar verimli olacağı ve hedef olmayan bölgelere hatayla yerleşmesinin nasıl sonuçlar doğuracağı da net olarak bilinemiyor.

Protein&Cell dergisinde yayımlanan çalışmada, tripronüklear (3PN) zigotlarda CRISPR/Cas9 sistemi ile yapılan genetik değişimlerin uzun vadede etkileri gözlemlendi. Bulgulara göre, CRISPR/Cas9 yöntemi endojen β-globingenini (HBB) kolaylıkla keserek siliyor. – β-globin geni yokluğu veya mutasyonu durumunda akdeniz anemisine yol açabilmektedir. –

Ne var ki embriyo DNA’larında HBB genlerinin değiştirildikten sonra homolog olacak şekilde tamiri çok düşük olduğu için, genetiği değiştirilmiş embriyolar bir mozaik gibi değişik genetik yapılara sahip olmuş oldu. Bunun yanı sıra, tripronüklear zigotlarda hedef-dışı kesimlerin de gerçekleştiği DNA dizileme yöntemleri ile tespit edildi.

Bahsi geçen sonuçlar dışında dışsal olarak hücreye eklenen ve HBB gen bölgesinin düzeltilmesinde kullanılan tek zincirli (oligonükleo dizilimler) homolog endojen delta-globin (HBD) geninin de, bir takım mutasyonlara sebep olduğu tespit edildi.

Tüm veriler ve sonuçlar bir araya getirildiğinde çalışma geliştirilmesi gereken bir yöntemi bulguluyor veCRISPR/Cas9 olarak bilinen bu platformun verimini ihtiyaçlar doğrultusunda artırmanın gerekliliğini ispatlıyor. Neredeyse tüm CRSIPR/Cas9-uyumlu gen değiştirme klinik uygulamaların ön koşulu olarak bu zorunlu görünüyor.

 

Kaynak :

  1. Bilimfili,
  2. Puping Liang , Yanwen Xu , Xiya Zhang , Chenhui Ding , Rui Huang, Zhen Zhang, Jie Lv, Xiaowei Xie, Yuxi Chen and 7 more CRISPR/Cas9-mediated gene editing in human tripronuclear zygotes Protein & Cell May 2015, Volume 6, Issue 5, pp 363-372
Yayım tarihi

Virüsler Canlılar ve Modern Hücrelerden Daha Yaşlılar!

Virüsler, yaşamımız üzerinde büyük etkiye sahiptir ve çeşitli hastalıklara sebep olan virüslerden kendimizi nasıl korumamız gerektiğine dair büyük atılımlar içeren çalışmalar yapıyoruz. Fakat bilim insanlarının uzun süredir doğrulamaya çalıştıkları bir şey var; virüsler canlı mı değil mi? Çünkü virüsler ev sahibi (host) bir hücre olmadan hayatta kalamaz ve çoğalamazlar, bunun yanı sıra genlerindeki çok hızlı bir değişimlerden kaynaklı bilim insanları virüslerin ne zaman ve nasıl evrimleştikleri üzerine çalışma yürütemediler.

Fakat yeni yapılan bir çalışma ile ABD’den araştırmacılar; virüslerle ilgili ilk yaşam ağacını tamamlamayı başardılar. Ve bu çalışma; virüslerin yalnızca canlı olduklarını göstermekle kalmıyor, onların çok çok geçmişten beri var olduklarını ve hücrelerle birlikte çok uzun bir evrimsel geçmişe sahip olduklarını ortaya koyuyor. Ve görünen o ki; virüsler artık hayat ağacında bir yeri hak ediyorlar.

Virüslerin benzersiz yaşam döngüleri bilim insanları için hep kafa karıştırıcı bir sorun olarak kalmıştı. Daha da özele indirgersek; aslında virüsler; besinleri metabolize edemezler ve kendi DNA ve RNA ‘larını kopyalamak için gerekli olan proteinlere sahip değildirler, bunun yerine diğer canlıları istila ederek onların proteinlerini bu işlem için kullanırlar. Bu da bazı bilim insanlarını; virüslerin diğer canlı hücrelerden alınan protein paketli DNA ve RNA’nın cansız iplikçikleri olduğunu tartışmaya götürdü.

Her şeyi daha da karmaşık hale getiren ise; Ebola‘nın da dahil olduğu bazı virüsler oldukça az sayıda gene sahipler (Ebola; tamamı ölümcül hasara sebep olan 7 gene sahip). Öte yandan diğer virüsler –örneğin yeni keşfedilen dev virüsler gibi– bakteriden daha fazla gene sahipler.

Çok farklı tipteki bu virüslerin nasıl evrimleştiğini ortaya çıkarmak için birçok adım atıldı, fakat her konakta birçok defa kendilerini –genetik olarak– kopyaladıkları için, genleri hızlı bir mutasyona uğruyor ve çoğunlukla da konak hücrenin genleriyle karışıyor. Dolayısıyla da bu görev biraz imkansız bir hal alıyor.

Bu yeni çalışma ise bu fikirden vazgeçti ve bunun yerine proteinlere karmaşık, 3 boyutlu yapısını veren yapılar olan protein “kıvrımları” olarak isimlendirilen şeye odaklandı. Bu kıvrımların; viral genleri değiştirme olasılıkları çok daha azdır, çünkü kıvrımlar  onların değişimlerini başlatan koda dair bir genetik dizilimleri olsa bile yapılarını koruyorlar.

5080 organizma ve 3460 virüsteki kıvrımların analizlenmesi neticesinde, araştırmacılar; virüslerin ve modern hücrelerin 442 protein kıvrımının ortak olduğunu ve yalnızca kıvrımlardan yalnızca 66’sının sadece virüslere özgü olduğu bulgusuna ulaştılar. Fakat, bu 66 kıvrım hücrelerde hiçbir benzerlik taşımıyor ve bu durum da virüslerin bütün genetik materyallerini konak hücrelerden aldıkları hipotezi ile çelişiyor.

Bu bilgi onların kabaca bir hayat ağacı oluşturmalarına olanak sağladı ve böylelikle virüslerin modern zamanlardaki hücrelerle ortak atalardan geldiklerini ama daha eski olduklarını gösterdi. Science Andvances’deki araştırmacılara göre; virüsler birçok antik hücreden evrimleşmişlerdir ve modern hücrelerin atalarıyla aynı anda bulunmuşlardır.

Tabi ki, bu durum, virüslerin birden bire bizim bildiğimiz yaşam tanımına tam olarak uyduklarını göstermez. Öte yandan araştırmacılara göre, elimizde, “hayatta olmaya” dair tanımlamalarımızı yeniden yapılandırmamıza yetecek kadar delil var.

Projenin asistanlarindan Caetano’-Anollés’in Discovery News’e aktardığına göre; virüsler canlıdırlar. Ve yalnızca bizden biraz farklı ve atipik bir yaşamları var. Tamamen bağımsız değiller. Aksine, vücudumuzun içine girip çıkarak, kaynaklarımızı çalıyorlar ve üremeye devam ediyorlar. Kısacası, yaşamı ve yaşamla ilgili eylemleri tanımlama biçimimizi daha kapsayıcı bir hale getirmeliyiz.

Kaynak: Bilimfili

Çalışma Referansı: Arshan Nasir and Gustavo Caetano-Anollés. A phylogenomic data-driven exploration of viral origins and evolution. Science Advances, September 2015 DOI: 10.1126/sciadv.1500527

Yayım tarihi

Eller ve Yüzgeçler Aynı Genetik Kökene Sahip

Bilim insanları uzun süredir insan eli ve balık yüzgeci arasında genetik bir ilişkinin olup olmadığını araştırıyorlardı. Ve nihayet, yeni bir çalışma bu yapıların kesinlikle birbiriyle ilişkili olduğunu ortaya çıkardı.

Araştırmacılar fareler ile sıradışı bir tatlı su balığının gen dizilimlerini karşılaştırdılar ve farelerin el ve ayak gelişiminin, balık yüzgecinin gelişimiyle benzer genleri barındırdığı sonucuna ulaştılar. Bulgular günümüz kara hayvanlarının kollarının balıksı ataların yüzgeçlerinden evrimleştiği sonucuna götürüyor.

Chicago Üniversitesi Organizmal Biyoloji bölümünden Neil Shubin; bilek ve parmak fosillerinden elde edilen verilerin bariz bir şekilde sucul yaşamın kökenlerine işaret ettiğini, fakat yüzgeçlerin ve kolların farklı amaçlara sahip olduğunu, dolayısıyla ayrışma sürecinden beri farklı yönlerde evrimleştiğini söylüyor.

El ve Bacak Bağlantısı

2004 yılında, Shubin ve takım arkadaşları yaklaşık 360 milyon yıl önce Devonien dönemin sonlarında yaşamış ön ve arka ayakları olan nesli tükenmiş Tiktaalik roseae isminde bir türün fosillerini buldular. Bilim insanları bu türün balıklar ve amfibiler arasında bir bağ olabileceğini düşündüler.

O günden sonra, birçok paleontojist T. roseae gibi antik balıkların yüzgeçlerinin nasıl güçlü ve kemiksi yapıya dönüştüğünü anlama arayışına girdiler.

İlk bakışta yüzgeçler kara hayvanlarının kollarından tamamen farklı görünürler. El ve ayak bilekleri, uzun ve ince kemiklere bağlanan küçük küresel kemikler ( el ve ayak parmakları) barındırıyorlar. Buna karşın günümüz balıklarının yüzgeçleri dairesel kemik olarak tanımlanan küçük yuvarlak uzun kemiklerle son buluyorlar.

Bilim insanları şimdiye kadar yüzgeç ve kol arasında bir bağlantı bulamamışlardı ancak 22 Aralık 2014’te Proceeding of the National Academy of Sciences dergisinde yayınladıkları makalede bugüne kadar yanlış balık üzerinde araştırma yaptıklarını yazdılar. Birçok çalışma teolost balığı denilen devasa bir balık grubu üzerinde yapılıyordu.

El ve Ayak Bilekleri Kökeni.

Çalışmada, Shubin ve takım arkadaşları vücut gelişimi için oldukça önemli olan Hox genleri denilen gen dizilimi; günümüz kara hayvanlarındakinin teolost balıklarından çok farklı olduğuna ulaştılar.

Öte yandan, bu genler 300 milyon yıldan fazla bir süre önce teolost soyunun bütün genomlarının kopyalandığı bir olaya maruz kaldığını gösteriyor. Bu ikiye katlama, evrimsel süreçte birkaç defa meydana gelmiş ve türün geniş yelpazede bir çevre çeşitliliğine adapte olmasına yardımcı olmuştu.

Genom kopyalaması olmadan önce bazı balıklar teolost türünden ayrıldılar. Bu balıklardan birisi de Kuzey Amerika ilkel sularında yaşayan benekli zarganadır. Araştırmacılar benekli zargananın Hox genleri ile farelerin Hox genlerini karşılaştırdılar ve olağanüstü bir benzerlik olduğunu buldular.

Sonrasında, araştırmacılar gelişmekte zargananın yüzgeciyle ilgili olan geni gelişen bir fareye yerleştirdiler ve yerleştirme sonucunda farenin bu genle yine normal bir fare kolları ve bacakları geliştirdiğini gördüler. Bulgular gösteriyor ki; dört ayaklı kara hayvanlarının el ve ayak bilekleri antik balığın yüzgeciyle benzer bir şekilde evrimleşiyor.

Kaynak:

  1. Bilimfili
  2. University of Chicago
  3. Neil H. Shubina,1, Edward B. Daeschlerb, and Farish A. Jenkins, Jr.c,2 Pelvic girdle and fin of Tiktaalik roseae  vol. 111 no. 3  Neil H. Shubin,  893–899, doi: 10.1073/pnas.1322559111 December 3, 2013
WordPress gururla sunar