İbrahim Uysal

Biyolojide devrim yaratacak keşif: "Çöp DNA" ve "Zıplayan Genler"in sırları ortaya çıkıyor!

Biyolojide devrim yaratacak keşif:

İnsan Genetik Varyasyonu Kataloğu Yayınlandı

İnsan Genomu Projesi’nin tamamlanmasının üzerinden 22 yıl geçtikten sonra, araştırmacılar şimdiye kadar hazırlanmış en kapsamlı "insan genetik varyasyonu" kataloğunu duyurdu. Bu bulgular, 23 Temmuz tarihinde saygın bilimsel dergi Nature'da yayımlanan iki makale ile paylaşıldı.

Farklı ülkelerden 1084 bireyin DNA'sını dizileyerek, uzun DNA parçalarını analiz eden bilim insanları, elde ettikleri genomları detaylı bir biçimde karşılaştırdı.

Söz konusu çalışma, insan genomunda bulunan yapısal varyasyonlar hakkında şimdiye kadarki en derin bilgileri sunuyor. Bu varyasyonlar, DNA dizisinin sadece tek bir "harfini" değil, daha geniş bölümlerini etkileyebiliyor; bu bölümler silinebilir, yer değiştirebilir veya tersine dönebilir.

Avrupa Moleküler Biyoloji Laboratuvarı’ndan (EMBL Heidelberg) araştırmacı Jan Korbel, “Bu araştırmalar, daha önce teknolojik olarak incelemesi güç olan ‘gizli’ DNA bölgelerini aydınlatıyor” şeklinde belirtti.

Daha önce uzun süre "çöp DNA" olarak değerlendirilen tekrarlayan DNA dizileri hakkında Korbel, “Artık bu dizilerin işlevselliğini anlamaya başlıyoruz” diyerek bu düşüncenin değiştiğini ifade etti.

İNSAN GENOMUNDAKİ VARYASYONLAR

Yapılan araştırmaların tüm verileri açık erişim ile paylaşıldı. Böylece diğer bilim insanları da bu verileri ve geliştirilen araçları, genetik hastalıkların araştırılması için kullanabilecek. Korbel, "Bugün Nature’da yayımladığımız bazı bulguların tanı süreçlerinde faydalı olabileceğini düşünüyorum" ifadesinde bulundu.

İnsan genomunun ilk "tam" taslağı 2003 yılında yayınlanmıştı ancak o dönemde yaklaşık yüzde 15’lik bir bölümü eksik kalmıştı. Bu boşluğun yarıya yakını 2013 yılında kapatılırken, 2022 yılında eksiksiz bir insan genomu ortaya konuldu.

2023 yılı itibarıyla, yalnızca bir bireyin DNA'sına değil, 47 farklı kişinin genetik materyaline dayanan ilk insan "pan-genomu" taslağı yayınlandı. Aynı yıl, daha önce eksik olduğu bilinen Y kromozomunun ilk tam dizilemesi de gerçekleştirildi.

İKİ ÖNEMLİ MAKALE

İlk çalışmada, 5 farklı kıtadan 26 topluluğu temsil eden 1019 kişinin DNA’sı detaylı bir şekilde incelendi. Araştırmacılar, "kısa okumalar" (yaklaşık 100 baz çifti) yerine, her biri on binlerce baz çifti içeren "uzun okumalar" yöntemi kullandı. Bu sayede, özellikle tekrarlayan DNA bölgeleri daha net bir şekilde analiz edilebildi.

Bu yöntemle, transpozonlar (genel olarak "zıplayan genler" olarak adlandırılır) gibi tekrarlayan ve yer değiştirebilen DNA parçaları daha derinlemesine incelendi. Transpozonlar, genom içinde yer değiştirerek bazı durumlarda genetik mutasyonlara ve hastalıklara yol açabiliyor.

Araştırmaya göre, bu transpozonlar bazen "uzun kodlamayan RNA" (lncRNA) molekülleri ile bir araya gelerek, normalden daha fazla kopyalanabiliyor. Korbel, "Bu mekanizma bizi oldukça şaşırttı" şeklinde değerlendirmede bulundu. İkinci çalışmada ise 65 bireyin DNA'sı incelendi ve her bir genomun yaklaşık yüzde 99’u tamamlandı; bu oran ilk çalışmada yüzde 95’ti. Bu küçük fark, bilim insanları için büyük bir gelişim anlamına geliyor.

SENTROMERLER VE YENİ BULGULAR

Detaylı analiz için yeni yazılımlar ve ileri düzey dizileme teknikleri kullanıldı. Çalışma ayrıca sentromerleri de kapsadı; bu yapılar, hücre bölünümü sırasında kromozomların doğru şekilde ayrılmasını sağlayan kritik unsurlardır.

Araştırma, bazı sentromerlerde liflerin bağlanabileceği iki farklı noktanın mevcut olabileceğini ortaya koydu. Bu durum, hücre bölünmesinde potansiyel sorunlara neden olabilir. Örneğin, Down sendromu, kromozomların yanlış ayrılmasından kaynaklanmaktadır.

Ayrıca, ikinci çalışma 12 bin 900’den fazla zıplayan geni ayrıntılı olarak katalogladı. Bu genlerin yalnızca kansere değil, aynı zamanda genetik hastalıklara ve genlerin nasıl açılıp kapandığı konusuna dair etkileri olabileceği ifade edildi.

GELECEK BAKIMINDAN ÖNEM

Araştırmacılar, bu yeni dizilemiş genomları, genetik ve sağlık verilerinin birlikte olduğu veri setleri ile karşılaştırmayı planlıyor. Bu adım, yapısal varyasyonların insan sağlığı üzerindeki etkilerini anlamak adına önemli bir katkı sağlayabilir.

Araştırmanın ortak yazarı Charles Lee, farklı etnik kökenlerin dahil edilmesi ve yazılım algoritmalarının geliştirilmesiyle sürecin daha da güçleneceğini vurguladı. Lee, “Birkaç yıl önce, özellikle sentromerleri de içerecek şekilde bir insan kromozomunu baştan sona birleştirmek neredeyse imkânsızdı. Şimdi bunu gerçekleştirebiliyoruz” diyerek yeni teknolojilerin sağladığı avantajlara dikkat çekti.