Bugün öğrendim ki: DNA'mızın %8'inin antik virüslerin kalıntılarından geldiği. Ve ek %40'ının da viral kökenli olduğu düşünülen tekrarlayan DNA dizilerinden oluştuğu. DNA'mızın neredeyse yarısı bizden gelmedi.
Genomunuzun yarısı bir enfeksiyon olarak başladı; kontrolsüz bırakılırsa, bazı kısımları tekrar ölümcül hale gelebilir.
İnsan genomu milyarlarca bilgi parçası ve yaklaşık 22.000 gen içerir, ancak hepsi kesinlikle insana ait değildir. DNA'mızın %8'i eski virüslerin kalıntılarından oluşur ve %40'ı da virüsel kökene sahip olduğu düşünülen tekrarlayan genetik harf dizilerinden oluşur. Bu geniş virüsel bölgeler sadece evrimsel kalıntılardan çok daha fazlasıdır: Çoklu skleroz, hemofili ve amiyotrofik lateral skleroz (ALS) dahil olmak üzere çeşitli hastalıklarla, belirli demans ve kanser türleriyle derinden bağlantılı olabilirler.
Yıllarca, biyologlar bu bağlantının nasıl işlediğini pek anlayamadı; genomun virüsel kısmına genoma ait karanlık madde demeye başladılar. "Sadece ne olduğunu veya ne yaptığını bilmedikleri anlamına geliyordu" diye açıklıyor Cold Spring Harbor Laboratuvarı'nda doçent olan Molly Gale Hammell. Genetik kodun virüsle ilişkili kısımlarının vücudun normal yapım ve düzenlemesinde yer almadığı ortaya çıktı. Peki bu durumda hastalığa nasıl katkıda bulunuyorlar?
DNA'mızın %8'i eski virüslerin kalıntılarından oluşur ve %40'ı da virüsel kökene sahip olduğu düşünülen tekrarlayan genetik harf dizilerinden oluşur."
İlk ipucu, kariyerinin büyük bir kısmını CSHL'de geçiren öncü genetikçi Barbara McClintock'tan geldi. 1940'lı yıllarda, insan genomunun şifresinin çözülmesinden çok önce, DNA'mızın bazı bölümlerinin bulaşıcı işgalciler gibi davrandığını fark etti. Bu DNA parçaları genoma yayılabilir, kendilerini istedikleri yere kopyalayıp yapıştırabilir, bu da McClintock'u bunlara "zıplayan genler" diye adlandırmaya teşvik etti. Bir zamanlar tartışmalı olan fikri 1983'te ona Nobel Ödülü kazandırdı.
Genetikçiler o zamandan beri zıplayan genlerin genomun virüsel kısmından kaynaklandığını belirlediler. Bu genlerin çoğu zararsız veya hatta yararlıdır. "Ancak bazıları tam anlamıyla parazitlerdir" diyor Hammell, tıpkı kendi DNA'mıza gömülü enfeksiyonlar gibi. Bu kötü oyuncuları serbest bırakmak için gereken tek şey, genlerin dolaşarak zarar vermesini önleyen vücut mekanizmalarında bir yanlıştır.
Zıplayan genler ve hastalık arasındaki bağlantı üzerine yapılan araştırmaların çoğu, genlerin okunmasını veya kopyalanmasını engelleyerek genleri hareketsiz hale getiren doğal moleküllere odaklanmıştır. Son yıllarda Hammell ve bir dizi bilim insanı, DNA'nın uzantılarını tutturup gizleme konusunda son derece yetenekli bir protein olan bir zamanlar önemsiz bir protein olan TDP-43'e özel olarak odaklandı.
Ulusal Sinir Hastalıkları ve İnme Enstitüsü'nün klinik direktörü Avi Nath, bir on yıl önce TDP-43'ün önemini vurgulamak için yardım etti. ALS benzeri belirtilerle HIV pozitif bir grup hasta üzerinde çalışırken, aldıkları anti-HIV ilaçlarının ALS belirtilerini de iyileştirdiğini fark etti. HIV virüsüyle savaşmak için tasarlanmış ilaçların zıplayan genlerden virüs benzeri aktiviteyi de bastırdığını düşündü.
Nath ve diğerlerinin yaptığı sonraki çalışmalar bu fikri destekleyerek, ALS hastalarının beyinlerindeki ölü nöronlarla ilişkili görünen belirli bir virüsel kalıntı grubunu tanımladı. Şimdi Yale Üniversitesi'nde bulunan biyokimya uzmanı Wenxue Li'nin önderliğindeki bir çalışma, söz konusu eski virüslerin TDP-43 ile güçlü bir etkileşim içinde olduğunu daha da gösterdi.
Bu noktada bulmaca parçaları bir araya gelmeye başladı. Tıp araştırmacıları, neredeyse tüm ALS hastalarının nöronlarında büyük miktarda protein birikmesine neden olan ciddi bir TDP-43 arızası yaşadıklarını zaten biliyordu ve bu protein toksik kümeler oluşturuyordu. Şimdi görünüşe göre TDP-43 başka bir yolla ALS'e katkıda bulunabilir: Proteinin kusurlu formu, kritik sinir öldürücü zıplayan genleri artık tutamayabilir.
Geçtiğimiz iki yılda, Hammell TDP-43'ün normal formunun farelerde ve insanlarda zıplayan genlerden zararlı aktiviteleri bastırdığını doğruladı. Diğer araştırmacılar TDP-43 arızasının belirli Alzheimer ve demans türleriyle de ilişkili olduğunu buldu.
Davanın hala tamamen çözülmediği bir gerçek. Hammell ve Nath, zıplayan genlerin bazı hastalarda ALS'e neden olup olmadığını veya aktivitelerinin ALS'nin ilerlemesinin bir yan ürünü olup olmadığını kesin olarak söyleyemiyorlar. Ancak her iki durumda da araştırmacılar nörodejeneratif hastalıkları tedavi etmede önemli bir yeni hedefleri var: genomumuzun insan dışı kısmını kontrol altına almak.
Cold Spring Harbor Laboratuvarı'nda ve dünyanın geri kalanında devam eden bilim hakkında daha fazla bilgi için lütfen Nautilus'taki yeni Biology+Beyond kanalını ziyaret edin.