Nematodlar, hemen hemen tüm çevresel habitatlarda bulunan ve araştırmalarda model organizma olarak en çok çalışılan solucan türüdür. Çok hızlı üremeleri ve genomlarının insan genomuyla neredeyse aynı sayıda gen içermesi bakımından da oldukça kullanışlıdırlar.

6 Haziran'da (2019) Cell'de yayımlanan bir çalışmada, araştırmacılar Caenorhabditis elegans nematodlarda sinir sistemi hücrelerinin (nöronların), üreme hücreleriyle iletişim kurmasını sağlayan bir mekanizma bulundurduğunu keşfettiler. Peki bu ne anlama geliyor? Bilindiği üzere; üreme hücreleri gelecek nesillere aktarılan genetik ve epigenetik bilgiyi içerirler. Sinir sistemi hücrelerinin, bu hücrelerle iletişim kurması; bilginin gelecek nesillere transfer edilmesi anlamına gelebilir.

Söz konusu bu mekanizma, gen ekspresyonunu düzenleyen küçük RNA molekülleri tarafından kontrol ediliyor. Araştırmada, bu küçük RNA moleküllerinin, nöronlardan elde edilen bilgiyi yavrulara aktardığı ve yavruların yiyecek arama davranışı dahil olmak üzere çeşitli fizyolojik süreçleri etkilediği bulgusuna ulaşıldı.

Weismann Bariyeri

Elde edilen bu bulgular, modern biyolojideki en temel dogmalardan birisine meydan okuyor. Çünkü beyin aktivitesinin gelecek nesil yavrular üzerinde hiçbir etkisi olmadığı düşünülüyordu. Biyolojinin İkinci Yasası olarak bilinen Weismann Bariyeri; üreme hattındaki kalıtsal bilgilerin çevresel etkilerden izole edildiğini belirtir. 19. yüzyılda August Weismann tarafından fareler üzerinde yapılan deneyler sonucunda; Weismann, sonradan kazanılmış karakterlerin kalıtsal olmadığını göstermiş ve Lamarck evrimini adeta dumura uğratmıştı.

Keşfedilen bu mekanizma ile ilk kez; nöronal tepkilerin jenerasyonlara aktarılabildiği gösterilmiş oldu. Keşif, kalıtım ve evrime dair kavrayışımıza önemli bakış açıları getirebilir.

Geçmişte yapılan çalışmalarda, solucanlardaki küçük RNAların jenerasyonlara geçen değişimler üretebildiği bulgusuna ulaşılmış ancak sinir sisteminden nesiller arası bilgi aktarımı; daha önce keşfedilmemişti. Sinir sistemi, bedensel tepkilerin yanı sıra çevre ile ilgili tepkileri de bütünleştirme becerisi bakımından oldukça benzersizdir. Bunun bir organizmanın yavrusunun geleceğini kontrol edebiliyor olması ise baş döndürücüdür.

En Az Üç Kuşakta Devam Ediyor

Yapılan çalışmada, solucanın, kendisi için gerekli besinlerle ilişkili kokulara etkili bir şekilde çekilmesi (besin aramak için) nöronlardaki küçük RNA'ların sentezinin gerekli olduğu keşfedildi. Araştırmada, ebeveynlerin sinir sisteminde üretilen küçük RNA'ların, en az üç kuşak boyunca devam eden pek çok üreme hattı geninin ekspresyonunu etkilemesinin yanı sıra yiyecek arama davranışını da etkilediği görüldü.

Başka bir deyişle, küçük RNA'ları oluşturmayan nematodların, besin tanımlama becerilerinde hatalar sergilediği görüldü. Araştırmacıların nöronlardaki küçük RNAların üretimi becerisini düzeltmelerinin ardından, nematodların yiyeceklere tekrardan etkin bir biçimde yöneldikleri gözlemlendi. Dahası, yavrular kendi kendine bu küçük RNA moleküllerini üretme yetisine sahip olmasa da, etkinin birkaç nesilde devam ettiği görüldü.

Öte yandan bu mekanizmanın ya da bir benzerinin insanlarda da bulunup bulunmadığını henüz bilmediğimizi belirtmemiz gerekiyor. Ancak eğer varsa, mekanizma üzerinde yürütülecek çalışmalar, tıpta pratik kullanımları mümkün kılabilir. Pek çok hastalığın epigenetik anlamda bazı bileşenleri kalıtılıyor olabilir. Konvansiyonel olmayan kalıtım formlarının daha iyi anlaşılması, bu koşulları daha iyi kavramamız ve daha iyi teşhis ve tedaviler tasarlamak için son derece önemli olacaktır.

Belirli nöronal aktivitelerin kalıtsal bilgiyi yavrulara spesifik avantajlar sağlayacak şekilde etkileyip etkilemediğini görmek büyüleyici olurdu. Bu yolla, ebeveynler, doğal seçilim bağlamında yavrulara yararlı olabilecek bilgileri potansiyel olarak aktarabilirlerdi. Böylelikle de bir organizmanın evrimsel sürecini potansiyel olarak etkileyebilirdik. Ancak bu durum; şimdilik bir bilim kurgu özelliğinde.