Çeviren: Ümit Sözbilir
Düzenleyen: Esranur Maral
Özet: SIB ve Lozan Üniversitesindeki araştırmacılar, beyindeki genlerin düzenlenme şeklindeki uyarlanabilir insana özgü değişikliklerini saptamak için ilk kez yeni bir yaklaşım geliştirdiler.
İnsan ve şempanze protein kodlayan genomlarının arasındaki fark yalnızca %1’dir. Bizi insan yapan biyolojik özellikleri anlamak, büyüleyici ve yoğun bir şekilde tartışılan bir araştırma hattının parçasıdır. SIB ve Lozan Üniversitesindeki araştırmacılar, beyindeki genlerin düzenlenme şeklindeki uyarlanabilir insana özgü değişiklikleri saptamak için ilk kez yeni bir yaklaşım geliştirdiler. Bu sonuçlar; insan evrimi, gelişim biyolojisi ve sinir bilimleri çalışmalarında yeni araştırma pencereleri açmaktadır. Makale Science Advances dergisinde yayımlandı.
Gen İfadesi, Gen Dizisi Değil
İnsanı maymun akrabalarından ayıran şeyin ne olduğunu açıklamak için araştırmacılar uzun zamandır bunun DNA dizisi değil, anahtar rolü oynayan genlerin düzenlenmesi (yani gen ne zaman, nerede ve ne kadar güçlü ifade edilir) olduğunu varsaydılar. Bununla birlikte “gen kısıcı” olarak hareket eden ve pozitif olarak seçilen düzenleyici unsurları kesin olarak belirlemek, araştırmacıları şimdiye kadar mağlup eden zorlu bir görevdir (Kutucuğa bakınız).
Pozitif seçim: bir mutasyonun işlevsel ilgisine dair bir ipucu
Çoğu rastgele genetik mutasyon bir organizmaya ne fayda ne de zarar verir: iki canlı türünün ortak bir ataya sahip olmasından bu yana geçen süreyi yansıtan sabit bir hızda birikirler. Buna karşılık genomun belirli bir bölümünde bu orandaki bir hızlanma, bir organizmanın hayatta kalmasına ve çoğalmasına yardımcı olan mutasyon için pozitif bir seçimi yansıtabilir ve bu da mutasyonun gelecek nesillere aktarılma olasılığını artırır. Gen düzenleyici unsurlar genellikle sadece birkaç nükleotid uzunluğundadır, bu da hızlanma oranlarının istatistiksel açıdan tahmin edilmesini özellikle zorlaştırır.
SIB Grup Lideri ve çalışmanın ortak yazarı Marc Robinson-Rechavi şöyle diyor: “Böylesine kışkırtıcı soruları yanıtlayabilmek için genomda sözde ‘pozitif’ seçim altında olan kısımları tanımlayabilmek gerekir [Üstteki kutucuğa bakınız]. Cevap, evrimsel soruları ele almakla büyük ilgi çekiyor ancak nihayetinde genlerin nasıl işlediğine dair mekanik bir bakış açısı sunduğu için biyomedikal araştırmalara yardımcı olabilir.”
İnsan beynindeki düzenleyici unsurların büyük bir kısmı olumlu bir şekilde seçilmiştir
SIB ve Lozan Üniversitesindeki araştırmacılar, beyindeki insan evrimi boyunca seçilen geniş bir gen düzenleyici bölge kümesini tanımlamalarını sağlayan yeni bir yöntem geliştirdiler. Doktora sonrası araştırmacı ve çalışmanın başyazarı Jialin Liu şöyle açıklıyor: “İnsan beyninin, örneğin mide veya kalbe kıyasla özellikle yüksek düzeyde pozitif seçilim yaşadığını ilk kez gösteriyoruz. Bu heyecan verici çünkü artık bilişsel yeteneklerimizin gelişimine katkıda bulunmuş olabilecek genomik bölgeleri tanımlamanın bir yolunu bulduk!”
İki araştırmacı, sonuçlarına ulaşmak için, makine öğrenme modellerini gen düzenlemesinde yer alan proteinlerin farklı dokulardaki düzenleyici dizilerine ne kadar güçlü bağlandıklarına dair deneysel verilerle birleştirdi ve ardından insan, şempanze ve goril arasında evrimsel karşılaştırmalar yaptı. Çalışmanın ortak yazarı Marc Robinson-Rechavi: “Artık insan beyninde gen ifadesini kontrol eden pozitif seçilmiş bölgelerin hangileri olduğunu biliyoruz. Ayrıca kontrol ettikleri genler hakkında ne kadar çok şey öğrenirsek biliş ve evrim anlayışımız o kadar eksiksiz ve bu anlayışa göre hareket etmek için o kadar fazla alan olacaktır.” diyerek sözlerini bitiriyor.
