‘Çöp DNA’ embriyonik gelişimi yönlendiriyor

‘Çöp DNA’ embriyonik gelişimi yönlendiriyor

Embriyo inanılmaz bir şey. Tek bir hücreden, bütün bir yaşayan, nefes alıp veren vücut, çalışan hücre ve organlar oluşuyor. Embriyonik gelişimin bir orkestra gibi düzenli çalıştığı gerçeği de şaşırtıcı olmasa gerek. Gelişim ve hücre biyologları, insan olmanın ardındaki moleküler ipuçlarını çalışıyorlar.

“Gelişimdeki en önemli basamaklardan biri-muhtemelen en önemlisi de- hücrelerin bütün doku ve organları oluşturan üç germ tabakasına (ektoderm, mezoderm ve endoderm) ayrılması.” diyor Sanford Çocuk Sağlığı Araştırma Merkezi’ndeki Sanford-Burnham Kas Gelişimi ve Rejenerasyon Programı’ndan Prof. Mark Mercola. 14 Kasım’da ‘Genes&Development’ta yayımlanan çalışmalarında Mercola ve ekibi mikroRNA’ların gelişim sürecinde hücre ve germe giden yolda yönlendirici rolü olduğunu keşfettiler.

MikroRNA: Çöp mü? Hayıııııııır!

MikroRNA’lar bir hücrenin genomundaki protein kodlama tarifini sitoplâzmadaki protein-yapıcı mekanizmaya taşıyan mesajcı RNA (mRNA)’ya benzeyen küçük (22 nükleotitlik) tek zincirli genetik materyaller. mRNA’nın aksine mikroRNA’lar protein kodlamaz. Bu nedenle, bilim insanları senelerdir genomun bu küçük, protein kodlamayan RNA’larını çöp olarak adlandırdılar.

Oysa şimdi biliyoruz ki mikroRNA’lar çöpten çok daha fazlası. Kendi proteinlerini üretmiyor olabilirler; fakat mesajcı RNA’ya bağlanıp, protein yapımını önleyebiliyorlar. Böylece hangi proteinlerin üretilip hangisinin üretilmeyeceği aşamasında önemli rol oynuyorlar. MikroRNA’ların hücresel fonksiyon ve insan hastalıklarının gelişimindeki rolleri de gittikçe önem kazanıyor. Peki, embriyonik gelişimdeki rolleri ne?

Hücresel trafiği idare ediyor

Hangi mikroRNA’ların erken embriyonik gelişimde germ tabakalarının oluşumunu etkilediğini –eğer etkiliyorsa- saptayabilmek için, Mercola ve ekibi insan genomundan 900 civarında mikroRNA çalıştı. Embriyonik kök hücrelerden (EKC) mezoderm ve endoderm oluşumunda mikroRNA’ların etkisini test ettiler ve mikroRNA ailesinden iki üye, let-7 ve miR-18’in endoderm oluşumunu engellerken mezoderm ve ektoderm oluşumunu arttırdığını keşfettiler. Bu bulguyu desteklemek için yapay olarak let-7 fonksiyonunu engellediklerinde, hücrenin kaderinin (hücrenin son tipinin ne olacağının çeşitli aşamaların ardından belirlenmesi) dramatik bir şekilde değiştiğini, mezoderm ve ektodermin endoderme dönüştüğünü tespit ederek mikroRNA’nın gelişimdeki önemli rolünü vurguladılar. Peki, let-7 ve miR-18 nasıl çalışıyordu? Bunu anlamak için, let-7 ve miR-18’in ortak hedeflerinden biri olan, çeşitli biyoenformatik yöntemler kullanarak tespit ettikleri TGFβ sinyal yolağını kesintiye uğrattılar. TGFβ çoğalma ve farklılaşma gibi birçok hücresel davranışı etkileyen bir molekül. MikroRNA’lar TGFβ aktivitesini tamir ettiklerinde belirli rotada hücreler gönderiyorlar, mesela bir kısmı kemik hücresine, bir kısmı da beyin hücresine dönüşen.

“Bu çalışmamızla mikroRNA’ların embriyonik hücre kaderinin düzenlenmesinde çok önemli rolleri olduğunu ortaya koyduk, " diyor Merkola ve ilave ediyor: “Çalışmamız aynı zamanda görüntüleme tekniklerinin, sistem biyolojisi ile birleştirildiğinde bütün-genomun görüntülenmesinde ve bu görüntülemenin kompleks biyolojik prosesleri kontrol eden moleküler sinyalleri tanımlamadaki kullanımı için bir örnek teşkil etmekte.”

Germ hücresi
, eşeyli üreyen bir organizmanın gamet oluşturmasına olanak veren herhangi bir biyolojik hücreye verilen isim.
Endoderm, yetişkin canlıda sindirim sistemini, sindirim sisteminin iç yüzeylerini, pankreas, karaciğer ve diğer bezlerle solunum sistemini oluşturur.
Mezoderm, kasları, cinsiyet organlarını, iç organların dış yüzeyini, iç deriyi, kemik ve kıkırdağı, kalp ve kan damarlarını oluşturmaktadır.
Ektoderm, yetişkin canlıdaki deri, tırnaklar, saç ve dişlerin yanı sıra merkezi sinir sistemi, beyin ve ekzokrin bezleri de oluşturur.

Kaynakça: A. R. Colas, W. L. McKeithan, T. J. Cunningham, P. J. Bushway, L. X. Garmire, G. Duester, S. Subramaniam, M. Mercola. Whole-genome microRNA screening identifies let-7 and mir-18 as regulators of germ layer formation during early embryogenesis. Genes & Development, 2012; DOI: 10.1101/gad.200758.112
(Fotoğraf: Image courtesy of Sanford-Burnham Medical Research Institute)

http://www.sciencedaily.com/releases/2012/12/121203091556.htm

+ Yorum bulunmuyor

Yorum yap