İnsanlar arasındaki farklılıkları ortaya koyan genetik keşif
Bilim adamları insan anlayışını değiştirecek olan genetik keşfi selamlıyor
Steve Connor, Bilim Editörü
Bilim adamları insanların genetik yapısında dramatik varyasyonlar keşfetti, bu keşif tedavi edilemez hastalıklara neyin neden olduğunun temel tekrar değerlendirilmesine yol açabilir ve insanlığın daha büyük bir anlayışını sağlayabilir.
Bu keşif, insan genomunu (insanın genetik formülü) inceleyen bilim adamlarını şaşırttı. Şimdiye kadar, insanlar arasındaki varyasyonların nedeninin, bireyin genom “harflerinin” sıralamasındaki farklar olduğuna inanılıyordu.
Şimdi varyasyonun çoğunun, insan genomunu oluşturan bazı anahtar genlerin çoklu kopyalarına sahip olan insanlar ile açıklandığı görünüyor.
Şimdiye dek, insan genomunun veya “yaşam kitabının” herkes için geniş ölçüde aynı olduğu kabul ediliyordu, bazı sözcüklerde birkaç telaffuz farkı haricinde. Bunun yerine, bulgular kitabın herhangi bir rakamı defalarca tekrarlayan bütün cümleleri, paragrafları veya hatta tüm sayfaları içerdiğini öne sürüyor.
Bulgular, daha önce inanıldığı gibi, insanlığın %99,9 unun özdeş olması yerine, en azından birbirlerinden 10 kat daha farklı olduğu anlamına geliyor, bu bazı insanların neden ciddi hastalıklara eğilimli olduğunu açıklayabilir.
Bugün yayınlanan araştırmalar her bir genden sadece iki kopyaya sahip olmak yerine – her bir ebeveynden birer tane – insanların bir çok kopyalar taşıyabileceğini keşfetti, kaç tane kopya taşınabileceği insandan insana değişebilir.
Araştırmalar genlerin kopya sayılarındaki varyasyonların normal ve sağlıklı olduğunu ileri sürüyor. Ancak, bilim adamları ayrıca bir çok hastalığın bazı anahtar genlerin kopyalarındaki anormal kayıp veya kazanım ile tetiklenebileceğine inanıyor.
İngiltere ve Amerika’daki 13 farklı araştırma merkezinden bilim adamları tarafından üç öncü bilimsel dergide aynı zamanda yayınlanan bulgular önde giden bilim adamları tarafından zemin sarsıcı olarak tanımlandı.
Huston, Teksas’taki Baylor Tıp Kolejinden tıp genetikleri üzerine dünyaca otorite olan Profesör James Lupski “Bu araştırmanın insan genetikleri alanını ebediyen değiştireceğine inanıyorum” dedi.
Profesör Lupski, bulguların, 19 ncu yüzyıl Mendel genetiklerinin “babası” olan Gregor Mendel’ ve 1953’tw DNA çifte sarmalını keşfeden Jim Watson ve Francis Crick’ten bu yana inşa edilmiş olan insan genetiklerinin temel prensiplerinin yerini alacağını söyledi.
“Artık insan özelliklerinin başlıca [basit DNA] değişimlerinden sonuçlandığı düşünülemez… Bir çok Mendelian ve kompleks özellikler, ayrıca ara sıra gözüken hastalıklar genomun yapısal varyasyonundan kaynaklanabilir” dedi Profesör Lupski.
İnsan genomunun sıralamasındaki üç milyar harfi deşifre etmek bir zamanlar Aya gitmeye benzetilirdi. Bilim adamları şimdi genomun “ay manzarasının” umduklarından çok daha farklı olduğunu gördüler.
Cambridge’teki Wellcome Trust Sanger Enstitüsü’nde proje liderlerinden biri olan Matthew Hurles, bulguların her birimizin DNA mızın tüm bölümlerinin kazanımlarının ve kayıplarının eşsiz modellerine sahip olduğumuzu gösterdiğini söyledi.
“Bu sonuçların gerçek sürprizlerinden biri, DNA mızın kopya sayısındaki değişimlerin sayısı idi. Bunun genomun en azından % 12 si olduğunu tahmin ediyoruz – bu daha önce asla gösterilmemişti.” dedi Dr. Hurles.
Bilim adamları daha önce bazı bireylerde genlerin “kopya sayısı”nda belirlemişti, ancak şimdi keşfedilen varyasyonun dik ölçeği dramatik.
“Araştırmacıların daha önce gördüğü kopya sayısı varyasyonu sadece buzdağının ucu idi, denizin altındaki kütle belirlenmemişti.” dedi Dr Hurles.
“Şimdi bireyler arasındaki genetik farklılıkların bu fenomeninin çok büyük katkısını anlıyoruz”
Araştırmalar Asya, Afrika veya Avrupalı atalarsa sahip olan 270 insanın genomunun ayrıntılı ve sofistike analizini kapsıyordu. İnsan gen havuzunun mümkün olduğu kadar geniş bir havuzunu dahil etmek önemli idi.
Bireyler tarafından sahip olunan kopyaların sayısında 2,900 genin değişik olabileceğini buldular. Genler, genetik kod uzunluğunun bir milyon harfine kadar DNA nın bölümlerinin çoklu kopyalarını kapsıyordu.
Chevy Chase, Maryland’daki Howard Hughes Tıp Enstitüsünden Stephen Scherer, “Buna benzer büyük değişimlere sahipseniz, o zaman bunlar hastalığa dahil olmalı şeklinde düşünmeye alışığız. Ama hepimizin bu değişikliklere sahip olabileceğimizi gösteriyoruz” dedi.
“Ancak, bir çok hastalığın belli anahtar genlerin kopya sayısından etkilendiği görülüyor,” dedi Boston, Massachusetts’teki Brigham and Women’s Hospital and Harvard Tıp Okulundaki proje liderlerinden bir başkası olan Charles Lee.
“Kopya sayısındaki değişikliklerden kaynaklanan hastalıkların bir çok örnekleri ortaya çıkıyor. Yeni bir inceleme Parkinson hastalığı ve Alzheimer’ı da kapsayan yalnızca sinir sisteminin 17 koşulunu listeliyor, bunlar bu tür kopya sayısı değişikliğinden kaynaklanabilir” dedi Profesör Lee.
“Gerçekte, tıp araştırması bu haritadan çok fazla yararlanacaktır, genel hastalıklarda içerilen genleri teşhis etmenin yeni yollarını sağlayacaktır”
Wellcome Trust’ın yöneticisi Mark Walport, “Bu önemli çalışma bir çok hastalığın genetik nedenini belirlemeye yardımcı olacaktır” dedi.
Yanıtlanan anahtar sorular
Bilim adamları bugün neyi keşfetti ?
Her birimizin, daha önce inanılandan çok daha fazla genetik olarak farklı olduğumuzu keşfettiler. Sadece her genin iki kopyası yerine – her ebeveynden bir tane – bir çok kez çoğalıp artan genlere sahibiz. Bu “çoklu kopya sayıları” insandan insana farklıdır, bu insanın fiziksel ve hatta zihinsel varyasyonunu açıklayabilir.
Bunun pratik bir yararı, en zor, tedavi edilmez hastalıkların bazılarının yeni anlayışına götürürebilmesidir. İnsan genomu anlayışımıza kompleksliğin ekstra bir katmanını ilave etmesine rağmen, keşif çocukluk hastalıklarından bunamaya kadar değişen durumların yeni içgörüsünü ve tıbbi tedavisine götürebilir. Örneğin, bilim adamları bu bilginin kanser gibi hastalıklar için yeni teşhis testlerine götürebileceğini öngörüyorlar.
Bu keşif nasıl yapıldı?
Bilim adamları son yıllarda DNA nın büyük parçalarını analiz etmenin daha karmaşık yöntemlerini geliştirdiler. “Bazı şekillerde, kullandığımız yöntemler ‘moleküler mikroskoplar’, bunlar kullanılan teknikleri dönüştürdüler.
Hangi genler bir çok kez kopyalanıyor ve neden?
İnsan genomunda 30,000 gen var, bunlar DNA kodunun yaklaşık 3 milyar “harfi”nden oluşuyor. Bilim adamları, bu çalışmaya katılan 270 insanda bu genlerin % 10 dan fazlasının sayısının katlandığını buldular. Neden bazı genlerin kopyalandığını, bazılarının kopyalanmadığını bilmiyorlar. Afrika kökenli insanlarda bir çok kez kopyalanan CCL3L1 olarak adlandırılan genin HIV’e direnç verdiği görünüyor. Kan proteini yapımına dahil olan başka bir gen güney – doğu Asyadan gelen insanlarda bir çok kez kopyalanıyor ve sıtmaya karşı yardımcı olduğu görünüyor. Diğer araştırmalar bazı genlerin kopya sayısındaki varyasyonun Alzheimer ve Parkinson hastalığında kapsandığını gösterdi.
Başka pratik uygulamalar var mı?
Bilimdamları üç büyük etnik gruptan insanlara baktı – Afrikalı, Asyalı ve Avrupalı. Her bir kişinin doğru etnik orijinini tayin etmek için yeterli radikal farklılıklar vardı. Bu, bir şüphelinin ırkı ile ilgili daha fazla bilgi öğrenmek isteyen adli tıp bilim adamlarına yardımcı olabilir.
Bu keşfi kim yaptı ve daha fazla bilgiyi nerede okuyabiliriz ?
Ingiltere’nin Sanger Enstitüsü dahil 13 araştırma merkezinden bilim adamları katıldı. Araştırma Nature, Nature Genetics ve Genome Research’te yayınlandı.