İnsanlık, 1869 yılında İsviçreli hekim Friedrich Miescher’in DNA’yı ilk kez izole etmesinden bu yana genom bilimi alanında büyük ilerlemeler kaydetti. Bu gelişmelerin temel taşlarından biri ise 1940’larda sitogenetikçi Barbara McClintock’un keşfettiği, “zıplayan genler” olarak bilinen hareketli genetik öğeler oldu.
Yıllar sonra tamamlanan İnsan Genomu Projesi, bu öğelerin insan genomunun yaklaşık yüzde 45’ini oluşturduğunu ortaya koydu. Bu öğeler, “kopyala-yapıştır” benzeri bir mekanizmayla milyonlarca yıl boyunca genomun çeşitli bölgelerine yayılmıştı.
Günümüzdeyse uluslararası bir araştırma ekibi, bu zıplayan genleri derinlemesine analiz ederek genomun gizli bölgelerinde “hayalet kodlar” bulunduğunu ortaya çıkardı.
“Çöp DNA”nın yeniden değeri
Uzun yıllar boyunca birbirine çok benzeyen ve tekrar eden bu gen dizileri “çöp DNA” olarak adlandırılmış; çoğu bilim insanı tarafından işlevsiz ve eski virüs kalıntıları olarak görülmüştü. Ancak son dönemlerde bu bakış açısı değişmeye başladı. Araştırmacılar, zıplayan genlerin genomun işleyişinde, kromozom evriminde, türleşme süreçlerinde ve genetik çeşitlilikte önemli roller oynayabileceğini düşünüyor.
Science Advances dergisinde yayımlanan yeni bir çalışmada, bu gizemli dizileri incelemek için yeni bir yöntem geliştirildi. Araştırma kapsamında gen ifadesinden sorumlu gizli düzenleyici kalıplar tespit edildi.
Kyoto Üniversitesi’nden çalışmanın ortak yazarı Fumitaka Inoue, “Genomumuz uzun zaman önce dizilendi ama hâlâ birçok bölümünün işlevi bilinmiyor” diyerek, bu tür araştırmaların genetik biliminin çözülememiş sorularına ışık tutabileceğini belirtti.
Genetikte yeni bir yaklaşım
Araştırmacılar, zıplayan genleri sınıflandırmak için alışılmış yöntemlerin dışına çıktı. Genetik dizileri hem evrimsel bağlamda hem de primat genomlarında koruma düzeylerine göre gruplandırdılar.
Özellikle MER11 adı verilen bir zıplayan gen ailesine odaklanan ekip, bu aileyi MER11_G1’den G4’e kadar dört alt gruba ayırdı. G1 en eski dizileri, G4 ise en genç olanları temsil ediyordu.
Bu yeni sınıflandırma sayesinde MER11 dizilerinin genomda düzenleyici işlev görebileceği anlaşıldı. Araştırmacılar, bu gen parçalarının insan gelişiminin erken aşamalarında genlerin aktif ya da pasif hale gelmesinde rol oynayabileceğini ortaya koydu.
En genç genler en güçlü etkiyi gösteriyor
Çalışmada, “lentiMPRA” adlı özel bir teknikle 7 bin MER11 dizisi test edildi. İnsan kök hücreleri ve erken dönem sinir hücreleri üzerinde yapılan bu testler, en genç grup olan MER11_G4’ün gen ifadesi üzerinde en güçlü etkiye sahip olduğunu gösterdi.
Bu grubun, gen gelişimini ve tepkilerini düzenleyen kısa DNA dizileri aracılığıyla çalıştığı belirlendi. Araştırmacılar, bu dizilerin evrimsel kökenini incelediklerinde, kadim virüslerden miras alınan DNA parçalarının hâlâ genomun işleyişinde aktif rol oynadığını gözlemledi.
