Yazan: Carly Britton
Çeviri: Cansu Erdem
Düzenleme: Şule Selçuk & Ümit Sözbilir
Seslendiren: Ebru Yaman
Özet: Araştırmacılara göre bipolar bozukluk ve şizofreni gibi nöropsikiyatrik bozukluklar evrimin bir yan ürünü olabilir.
Giriş
Bizi kötü sırt ağrılarına ve gömülü 20 yaş dişlerine eğilimli kılan nispeten yeni evrimsel değişimlerin benzer yönleri, bireyleri şizofreni, bipolar bozukluk ve diğer nöropsikiyatrik bozukluklara sürükleyen uzun ve DNA üzerinde kodlanmayan uzanımlar üretiyor olabilir.
9 Ağustos’ta American Journal of Human Genetics adlı dergide yayımlanan bir çalışmada, beyne kalsiyum iletilmesini denetleyen bir genin sadece insanlarda bulunan versiyonunda, alışılmışın dışında uzunlukta bir nükleotid dizisi tanımlanıyor.
Stanford Üniversitesinde gelişimsel biyoloji alanında profesör olan David Kingsley, “Bu nükleotid dizilerinin yapı ve sıralarındaki değişimler, insan evriminde CACNA1C genindeki1 değişimlere katkıda bulunuyor ve bu değişimler modern insan nüfusunda nöropsikiyatrik hastalık riskini ayarlayabilir.”
Bel, diz ve ayak problemleri gibi yaygın rahatsızlıklar dik yürümeye; gömülü yirmilik dişler günümüzde insanların geçmişe nazaran daha küçük çeneli oluşu ve yeni beslenme alışkanlıklarına bağlanabilir. Ancak Kingsley, modern insanda nörolojik hastalıkların yaygınlığını; beynin boyutunu, bağlantı yeteneğini ve işlevini kontrol eden genlerdeki yeni evrimsel değişimlere bağlandığını varsayıyor.
Bipolar bozukluk ve şizofreni dünya nüfusunun yüzde üçünden fazlasını etkilemektedir.
Kayıp Veri
Tekrarlayan dizilimler genin kodlama diziliminin içinde ya da dışında oluşan tekrarlanmış DNA uzunluklarıdır. Bilim insanları karmaşık nörolojik işlevlerdeki bireyden bireye değişimlerini açıklayabilmek için varsayımlar üretiyorlar ve bunlar gen ifadesini ayarlamak için resmen bir “ayar düğmesi” olarak çalışabilirler. Tekrarlayan dizilimler, genin kodlama bölgesi değişinimlerden yoksun olsa bile CACNA1C işlevini etkileyebilir.
Çoğu genetik çalışma, DNA kodundaki basit yer değiştirmelerin hastalığa nasıl yol açtığına yoğunlaşıyor. Kingsley insan DNA’sının haritalanmasından 15 yıl sonrasında bile, insan genomunun hâlen büyük ölçüde keşfedilememiş, eksik ya da üzerinde çalışılmamış veriler içerdiğini söylüyor. Özellikle, DNA üzerindeki tekrarlayan dizilerin geniş bölgeleri, bakterilerin üremesini ve düzgün biçimde toplanmalarını zorlaştırabilir. Bu bölgelerin çoğu, bireyler arasında farklılık gösterebilmesine rağmen insanlarda ve diğer organizmalarda bulunan hastalık duyarlılıklarını ve fenotipik özellikleri ayarlamaya yardımcı olabilir.
Önceden psikiyatrik hastalıklara bağlanan bir anahtar kalsiyum kanalı geninden gelen DNA dizisi ve standart insan genomu modeli arasındaki uyuşmazlıklar belirlendikten sonra, Kingsley ve Stanford Üniversitesinden arkadaşları Janet Song ve Craig Lowe, 181 insan hücresi ağı inceleyerek ve ölümden sonraki beyin dokusu örnekleri alarak ileri tetkik sonuçlarına ulaştılar. DNA’da, CACNA1C genine ait kodlanmayan bölgede çok fazla değişken nükleotit baz çifti içeren ve beklenenden daha karmaşık, uzunluk açısından da normalden 10 ila 100 kat daha uzun bir bölüm keşfettiler.
Oldukça fazla tekrar eden DNA dizilerinin farklı versiyonları, gen ifadelerinin aktifleşmesinde farklı hünerler gösterdi ve insanlarda bipolar bozukluk ve şizofreni yatkınlığının genetik belirtecine sıkıca bağlı olduğunu kanıtladı. Kingsley bunun gibi “gizli değişimler”in diğer taraftan DNA profili sıradan olan hastalarda psikiyatrik hastalık risklerine ışık tutabileceğini söylüyor.
Howard Hughes Tıp Enstitüsünde bir araştırmacı olan Kingsley hastaları tekrarlayan dizilerine göre sınıflandırmak var olan kalsiyum kanal ilaçlarına en çok yanıt verebilecek hastaları tanımlamaya yardımcı olabileceğini söylüyor. Kingsley ayrıca bu ilaçların bugüne kadar hep karmaşık sonuçlar verdiğini ve CACNA1C genetik değişimli hastaların çok az ya da çok fazla kalsiyum kanal etkinliğine sahip olup olmadığını öğrenmek için daha ileri bir çalışma gerektiğini de belirtti. Kingsley, “Genotipe göre ilaç vermenin gelecekte gelişmiş tedaviler sağlayacağını umuyoruz.” dedi.
Evrimsel Yan Ürünler
Kingsley, CACNA1C genindeki geniş yapısal dizilerin insanlara özgü olmasının, nöropsikiyatrik hastalıklara yatkınlığımızı belirgin ölçüde artırmış olmasına rağmen bu genişlemiş genetik diziden evrimsel bir avantaj kazanıp kazanmadığımız sorusunu gündeme getirdiğini söylüyor.
Kingsley’in takımı hayvan modeller ve laboratuvar ortamında yetişmiş hücreler üzerinde CACNA1C geninden tekrarlanmış dizileri ekleyip çıkararak nöral farklar, hücre uyarılabilirliği beyin devre oluşumundaki etkileri incelemeyi planlıyor.
[1] Beyindeki hücrelerin elektrik sinyalleri üretmesinde önemli yeri olan kalsiyum atomlarının hücreye iletilmesi için kanal yapımını sağlayan gen ailesinin bir üyesi.
