Bilimkurgudan Gerçeğe: Uzuv Yenilemenin Şifresi

Pek çok düşük seviyeli canlı, yaralanmasının ardından neredeyse her dokuyu görünüş ve işleviyle yeniden oluşturmak gibi mucizevi bir yeteneğe sahip. İnsanlar olarak biz de genlerimizin bir kısmını bu ..
Görsel Telif:

Pek çok düşük seviyeli canlı, yaralanmasının ardından neredeyse her dokuyu görünüş ve işleviyle yeniden oluşturmak gibi mucizevi bir yeteneğe sahip. İnsanlar olarak biz de genlerimizin bir kısmını bu canlılarla paylaşıyoruz; fakat rejenerasyon (yeniden doku oluşturma) kapasitemiz sınırlı. Maine Bar Harbor’daki MDI Biyoloji Laboratuvarı’nda çalışan bilim insanları, insanlarda yeniden uzuv oluşturma mekanizmalarının nasıl etkinleştirilebileceğini bulmak amacıyla, bu canlıların genetiği üzerinde araştırmalar yürütüyorlar.

Hayvanların, vücutlarının bir kısmını yeniden oluşturabilme yetenekleri, Aristoteles zamanından beri bilim insanlarını hayrete düşürüyor. Fakat bilgisayarlı analiz ve genetik araştırmaları için karmaşık araçların üretimine kadar, bilim insanlarının rejenerasyonu etkinleştirecek genetik mekanizma üzerinde çalışmasının herhangi bir yolu yoktu. Bu tür araçları kullanarak, MDI Biyoloji Laboratuvarı’ndaki araştırmacılar, türler arasında ortak olan ve rejenerasyondan sorumlu olan genetik düzenleyicileri tanımlamış durumdalar.

PLOS ONE dergisinde yayımlanan makalede, MDI Biyoloji Laboratuvarı araştırmacıları Dr. Benjamin L. King ve Dr. Voot P. Yin, bahsi geçen genetik düzenleyicileri, yeniden organ oluşturabilen üç türde tanımlamayı başardı: Hindistan’da gayet yaygın bir akvaryum balığı olan zebra balığı, Meksika göllerine özgü bir tür semender olan aksolot (İng. axolotl) ve Afrika’dan bir ışın yüzgeçli balık türü.

Evrim ağacında 420 milyon yıl önce birbirlerinden ayrılmaya başlamış olan bu üç türün hepsinde ortak olan genetik mekanizmaların keşfi, bu mekanizmaların bireysel türlere özgü olmadığını ve evrim sürecinde doğa tarafından korunduğunu gösteriyor. Buluşları üzerine Dr. King, “O günü çok iyi hatırlıyorum, muhteşem bir histi. Bu üç türdeki genetik ifade örüntülerinin birbirlerinden çok farklı olacağını beklemiyorduk fakat yine de birbirlerinin tamamıyla aynısı olduğunu görmek de oldukça harikaydı.” diye anlatıyor.

Ortak genetik düzenleyicilerinin keşfinin, yeni kol ve bacak oluşturmanın altında yatan genetik mekanizmalar hakkında yeni hipotezler oluşturmak için bir dayanak oluşturması bekleniyor. Bu keşif ayrıca kol ve bacaklar gibi insanlardaki pek çok uzvun neden çok düşük seviyede yeniden oluştuğunu anlamamıza yardımcı olurken aynı zamanda bu mekanizmaların muhtemelen ilaç tedavileri ile kontrol edilebileceğine işaret eden büyük bir ilerleme olarak karşımızda duruyor.

İnsanlarda kol ve bacakların yeniden oluşturulması kulağa bilimkurgu gibi gelebilir, fakat bu aslında olasılıklar dahilinde. Üç farklı türde üç farklı ek kısımla birlikte yeni uzuv üretiminin genetik imzasını tanımlamış olduğumuz gerçeği, doğanın insanlar dahil pek çok hayvan türü tarafından paylaşılabilecek, yeni uzuv üretimi hakkında ortak bir genetik kullanma kılavuzu oluşturduğuna işaret ediyor,” diyor Yin.

Meksika semenderi aksolot

Araştırmacılar bilhassa blastema adı verilen ve dokuların yeniden oluşturulması için hazne görevi gören bir hücre topluluğunun oluşumunu araştırdılar. Blastemanın oluşumu, yeniden uzuv oluşturmanın kritik ilk adımı. King ve Yin, Karmaşık genetik dizilim teknolojilerini kullanarak mikro RNA’lar olarak bilinen ortak bir genetik düzenleyici ağı tarafından kontrol edilen bir ortak gen dizisi tanımladılar.

Laboratuvarın müdürü Dr. Kevin Strange, “Buradaki araştırmacılar, evrimsel açıdan birbirlerinden oldukça ayrı düşmüş hayvanlar üzerinde, karmaşık dokuların onarım ve yeniden oluşturulmalarının altında yatan genetik mekanizmalar ve bu süreçlerin insanlarda neden çok zayıf olduğu hakkında fikir edinmek üzere çalışıyorlar. Yaklaşımımızın değeri, evrimsel açıdan birbirlerinden farklı üç türde ortak olan, yeni uzuv oluşumunu kontrol eden bir gen ağını ilk defa açığa çıkaran dikkat çekici bu çalışma ile doğrulanmış oldu,” diye açıklıyor.

Çalışma ayrıca, benzer genetik mekanizmaları içeren, kaybedilmiş veya zarar görmüş dokuların yerine yenilerinin konmasını gerektiren yara iyileşme süreçlerini de ilgilendiriyor. Bu mekanizmaların daha iyi anlaşılmasıyla, tedaviler yaraların hızlıca iyileştirilmesini, böylelikle acının ve iltihap riskinin azaltılmasını, dolayısıyla da hastaların daha çabuk ayağa kalkabilecek hale gelmesini sağlayacak şekilde geliştirilebilir.

Olası bir diğer uygulama ise daha karmaşık protez cihazların geliştirilmesi. Bir kol veya bacak kesildiğinde, kesilme bölgesindeki sinirler zarar görebiliyor. Bu sinirlerin onarımı veya yenilenmesi, bu sinirlerle etkileşime girebilecek daha gelişmiş protezlerin geliştirilmesine ve daha iyi kontrol edilebilmesine olanak sağlayacak.

Yaraların hızlıca iyileştirilmesi ve gelişmiş protezler yakın gelecek için ufukta görülebilirken, kol ve bacakların yenilenmesi için yol daha uzun. Peki ne kadar uzun? “Keşfin temposuna bağlı, yani büyük ölçüde maddi finansmana bağlı,” diyor Yin. Yeterli araştırma finansmanı sağlandığı müddetçe, bu sürecin hızlanacağına dair bir öngörüde bulunuyor ve ekliyor: “Şu anda bütçelerin bilimsel araştırmalar için oldukça kısıldığı bir dönemdeyiz”.

Uzuv rejenerasyonu araştırmalarında kullanılan omurgalı modelleri. (a) Bu canlıların son ortak atası yaklaşık 420 milyon yıl önce yaşamış. (b) Model canlılara ait blastema dokuları.


Kaynak: Phys.org, From Sci Fi to reality: Unlocking the secret to growing new limbs
< http://phys.org/news/2016-08-sci-fi-reality-secret-limbs.html >

Referans: PLOS, “A Conserved MicroRNA Regulatory Circuit Is Differentially Controlled during Limb/Appendage Regeneration”
< http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0157106 >


Bu içerik BilimFili.com yazarı tarafından oluşturulmuştur. BilimFili.com`un belirtmiş olduğu “Kullanım İzinleri”ne bağlı kalmak kaydıyla kullanabilirsiniz.

Etiket
  • Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
  • Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
  • Destek Ol
Yorum Yap (0 )

Yorum yapabilmek için giriş yapmalısınız.

Bunlar da ilginizi çekebilir

Bağış Yap, Destek Ol!
Projelerimizde bize destek olmak isterseniz,
Patreon üzerinden
bütçenizi zorlamayacak şekilde aylık veya tek seferlik bağışta bulunabilirsiniz.
E-Bülten Üyeliği
Duyurulardan e-posta ile
haberdar olmak istiyorum.
Reklam Reklam Ver
Arşiv