DEMET İLCE / MUHABİR
Bir "kelebek etkisi", DNA'daki otizmle ilişkili genlerin nasıl etkinleştirildiğini açıklamaya yardımcı olabilir. Yeni bir çalışma, bu karmaşık dalgalanma etkisi yoluyla, otizmle ilgisi olmayan genlerdeki mutasyonların, bozukluğa bağlı genlerin aktivitesini etkilediğini öne sürüyor.
DNA, esasen genleri açıp kapatan promotör adı verilen genetik materyali içerir. DNA 3 boyutlu bir şekilde büküldüğü ve sarıldığı için bu promoterler, DNA dizisinde kendilerinden uzakta bulunan genleri kontrol edebilir. Başka bir deyişle, DNA'daki tüm kıvrımları uzatırsanız, destekleyici ve genler birbirlerinden çok uzakta olur, ancak moleküle kıvrımlar eklemek onları birbirine yakınlaştırır. Promotör ve onun kontrol ettiği genler, topolojik olarak ilişkili alan (TAD) adı verilen düzenleyici bir "birim" oluşturur.
Bu karmaşık mekanizma nedeniyle, otizmle bağlantılı genlerde mutasyona sahip olmayan biri, genomunun başka bir yerindeki promotörlerdeki mutasyonlar nedeniyle yine de bu bozukluğu geliştirebilir. Cell Genomics dergisinde 26 Ocak Cuma günü yayınlanan yeni çalışmada araştırılan fikir budur.
Otizm oldukça kalıtsaldır; vakaların %40 ila %80'inin aileden geçen genlere bağlı olduğu tahmin edilmektedir. Ancak otizm, DNA'da kendiliğinden ortaya çıkan mutasyonlardan da kaynaklanabilir.
Bu tür mutasyonlar yakın zamanda genomun yaklaşık %98,5'ini oluşturan DNA'nın "kodlamayan" bölgelerinde keşfedilmiştir. Bu bölgeler promotörleri içerir ve "kodlamayan" olarak bilinirler çünkü genler gibi protein oluşturma talimatlarını içermezler.
Şimdiye kadar, kodlamayan DNA'daki mutasyonların bir kişinin otizm spektrum bozukluğuna (ASD) sahip olma olasılığını nasıl etkilediği hakkında çok az şey biliniyordu. Yeni çalışma bu soruyu ele almaya başlıyor.
Araştırmanın yazarları, otizmli 5.000'den fazla kişinin ve bu hastalığa sahip olmayan kardeşlerinin genomlarını analiz etti ve bir karşılaştırma grubu olarak hareket etti. Ekip özellikle kalıtsal olmayan mutasyonların varlığını arıyordu. Genomun 3 boyutlu konfigürasyonunu yakalamak ve otizmle bağlantılı genlerin etrafındaki TAD sınırlarını tanımlamak için özel teknikler kullandılar.
Ekip, otizm ile TAD ile ilişkili gen düzenleyici mekanizmalar arasında, özellikle de otizmle bağlantılı olduğu bilinen genleri içeren TAD'ler arasında doğrudan bir ilişki buldu.
Japonya'daki Riken Beyin Bilimi Merkezi'nde araştırmacı olan kıdemli araştırma yazarı Dr. Atsushi Takata, yaptığı açıklamada, bazen DNA kodundaki yalnızca bir "harf" veya bazın değiştirilmesinin daha yüksek otizm olasılığıyla bağlantılı olduğunu söyledi.
"Sonuçlar, protein kodlamayan bir bölgedeki yalnızca tek bir DNA dizilim farkı bazının yakındaki genlerin ifadesini etkileyebileceğini gösterdi" dedi ve "bu da genomdaki uzak genlerin genel gen ifade profilini değiştirebilir, OSB riskinin artmasına yol açıyor."
Takata bunu, karmaşık bir sistemin başlangıç durumundaki hafif bir değişikliğin daha sonra büyük bir fark yarattığı "kelebek etkisi" olarak bilinen bir fizik fenomenine benzetti; örneğin bir kelebeğin kanatlarını çırpması ve haftalar sonra kilometrelerce uzakta olması gibi. Benzer şekilde, bir promoterdeki hafif bir mutasyonun başka bir yerdeki gen ekspresyonu üzerinde büyük etkileri olabilir.
İnsan kök hücrelerinde yapılan ayrı bir deneyde araştırmacılar, CRISPR gen düzenleme teknolojisini kullanarak spesifik TAD promoterlerinde mutasyonları indüklediler. Bir promoterdeki aktiviteyi azaltan tek bir mutasyonun, aynı TAD içindeki otizmle bağlantılı genin aktivitesinde değişikliklere neden olabileceğini keşfettiler. Bu, insanlarda daha önceki bulgularının doğrulanmasına yardımcı oldu.
Moleküler tıp profesörü Dr. Daniel Rader, "Bu, protein kodlayan genomun dışındaki bölgelerdeki nadir, de novo [kalıtsal olmayan] varyasyonun OSB riskine katkısına ilişkin anlayışımızı genişletmeye çalışan ilginç bir makaledir." dedi.
Rader, bulguların potansiyel terapötik etkileri olabileceğini söyledi. Örneğin, otizmle bağlantılı birden fazla genin aynı anda düzenlenmesini sağlayacak şekilde belirli destekleyicilerin aktivitesini modüle etmenin yolları olabileceğini öne sürdü. Teorik olarak bunun OSB semptomlarını hafifletmeye yardımcı olabileceğini söyledi.
