İnsan Beynindeki Bir Genin, Bir Virüse Sıçradığı Keşfedildi

Hakemli bilimsel dergi Science'ta geçen ay sonunda yayımlanan bir araştırma, insan DNA'sının şaşırtıcı bir özelliğini ortaya çıkardı.

ABD ve Çin'den bilim insanları, insan beynindeki sinir hücrelerinde özellikle aktif olan BC200 adlı bir genden türeyen iki DNA dizisinin, "molluscum contagiosum" virüsünün (MCV) genomuna yerleştiğini belirledi.

Çiçek virüsleri ailesinden olan MCV, insanlarda cilt enfeksiyonuna ve küçük, kabarık lezyonlara neden oluyor. Genellikle ciddi bir hastalığa yol açmıyor. Öte yandan keşif, virüsün insan beynine ait bir işlev kazandığı anlamına gelmiyor. Araştırmacılar, virüse geçen genetik dizilerin burada ne işe yaradığını henüz bilmiyor.

Sıçrayan genler nedir?

İnsan DNA'sının yaklaşık yarısı, evrimsel kökeni hareketli genetik elementlere dayanan dizilerden oluşuyor. Bunların bazılarına günlük dilde "sıçrayan genler" deniyor. Bilimsel adıyla transpozonlar, genom içinde yer değiştirebilen veya kendilerini kopyalayarak farklı bölgelere yerleşebilen DNA dizileri.

Bu hareketlilik bazen genlerin işleyişini bozarak hastalıklara neden olabiliyor. Ancak uzun vadede yeni genetik işlevlerin ortaya çıkmasına ve canlıların evrimine de katkıda bulunabiliyor.

Günümüzde insan genomundaki bu dizilerin büyük bölümü hareket etme yeteneğini kaybetmiş durumda. BC200 geni ise son derece sıra dışı bir örnek.

Yaklaşık 40 milyon yıl önce hareketli bir genetik elementten türeyen BC200, zamanla hücre içinde belirli bir görev üstlenmeye başladı.

Özellikle sinir hücrelerinde bol miktarda bulunan BC200, diğer birçok genin aksine protein üretmiyor. Bunun yerine, protein üretiminin düzenlenmesinde rol oynadığı düşünülen kısa bir RNA molekülü oluşturuyor.

Normalde hareketli bir genetik element hücrede kalıcı bir işlev kazandığında, genom içinde sıçrama yeteneğini kaybeder. Ancak BC200, hem hücresel işlevini hem de kendisinden yeni DNA kopyaları oluşturulmasına olanak veren hareketliliğini korumuş gibi görünüyor.

İnsan DNA'sından virüse nasıl geçti?

Araştırmacılar, farklı çiçek virüslerinin genomlarını incelerken MCV'de BC200'den türeyen iki ayrı DNA dizisi tespit etti. Genetik analizler, bu dizilerin virüse birbirinden bağımsız iki olay sonucunda yerleştiğine işaret ediyor.

Bilim insanlarına göre bu aktarımda LINE-1 adı verilen başka bir hareketli genetik element rol oynamış olabilir. BC200 kendi başına genom içinde hareket etmesini sağlayacak moleküler mekanizmaya sahip değil. Ancak LINE-1'in ürettiği mekanizmadan yararlanarak RNA kopyalarının yeniden DNA'ya dönüştürülmesini ve genomun farklı bölgelerine yerleşmesini sağlayabiliyor.

Araştırmacılar, benzer bir mekanizmanın insan hücrelerinden virüse genetik materyal aktarılmasına da olanak tanımış olabileceğini düşünüyor. Virüs yalnızca insanları doğal olarak enfekte ettiği için aktarımın insan hücrelerinde gerçekleşmiş olması muhtemel.

BC200 geni esas olarak sinir hücrelerinde aktif olsa da deride de düşük düzeylerde ifade ediliyor. Üstelik araştırmacılar, virüsle enfekte edilen insan hücrelerinde BC200 aktivitesinin arttığını gözlemledi.

Bu bulgular, genetik aktarımın deri hücrelerinde gerçekleşmiş olabileceğini düşündürüyor. Ancak araştırmacılar bu süreci doğrudan gözlemlemedi.

İnsanların genomlarında da hareket etmeye devam ediyor

Araştırmanın bir diğer önemli bulgusu, BC200'nin hareketliliğinin yalnızca virüslere geçişle sınırlı olmaması. Bilim insanları 908 kişinin DNA dizileme verilerini incelediklerinde, BC200'den türemiş ve bireyler arasında farklılık gösteren sekiz genetik yerleşim tespit etti.

Bunlardan ikisi dünyanın farklı bölgelerindeki insan topluluklarında yaygın bulunuyordu. Bu durum, söz konusu yerleşimlerin oldukça eski olabileceğine işaret ediyor. Diğerleri ise çok daha nadirdi. Hatta dört yerleşim yalnızca birer kişide tespit edildi.

Araştırmacılara göre bu bulgular, BC200'nin insan gelişiminin yakın dönemlerde de hareketli olduğunu düşündürüyor. Bununla birlikte, bir DNA dizisinin yalnızca tek bir kişide bulunması, o kişinin yaşamı sırasında ortaya çıktığını kanıtlamıyor.

Virüs daha tehlikeli hale gelmiş olabilir mi?

Araştırmanın henüz yanıtlanmamış sorularından biri, virüsün insanlardan aldığı bu genetik materyali ne amaçla kullandığı. Bilim insanları, virüsteki BC200 kökenli dizilerden RNA üretildiğine ilişkin kanıtlar buldu.

Bu RNA moleküllerinin, virüsün enfekte ettiği insan hücrelerindeki protein üretimini etkilemesi ihtimaller arasında. Ancak henüz böyle bir işlev kanıtlanmış değil. Dolayısıyla keşif, MCV'nin daha bulaşıcı veya tehlikeli hale geldiğini ortaya koymuyor.

Araştırmacılar ayrıca BC200'nin bazı kanser türlerinde normalden farklı düzeylerde aktif olmasının ve Alzheimer hastalarının beyinlerinde yüksek düzeylerde bulunmasının olası sonuçlarını da araştırmak istiyor. BC200'nin hareketliliğinin bu hastalıklarda herhangi bir rol oynayıp oynamadığı ise henüz bilinmiyor.