Biyologlar - Biyolojiye Gerçekçi Yaklaşım

Biyologlar, Genlerin Organları Oluşturmasını Sağlayan Yedekleme Sistemlerini Tanımladı...

---

Belli kodlamayan DNA'yı kesmek farelerde çok fazla basamağa (kırmızı ok ile işaretli bölge ) yol açabilir. M. Osterwalder / Lawrence Berkeley Ulusal Lab

Genomlarımızın bazı yönleri bir NASA mühendisinin gurur kaynağı olmasını sağlayacaktır.Uzay aracı itici başarısızlığında devreye girebilen bir çok fazladan sisteme sahipken hücrelerin gen aktivitesini düzenleyen kendi yedekleme sistemleri vardır. Ancak moleküler biyologların geçen hafta açıkladığı gibi ilk kez memelilerin ekstremite oluşumunda yer alan iki genin düzenleyici yedeklemelerini anlamak son derece zor. Bu yedeklemeleri ve nasıl baypas edilceklerini anlamak,insanların hastalıklarını tedavi etmek için gen etkinliğini manipüle etmek isteyen biyomedikal araştırmacılar için önemli olabilir.

            Genler, yapı proteinleri için bilgi taşıyabilir, , fakat proteinleri kodlamayan genler arasındaki DNA da dahil olmak üzere bir dizi başka faktör, proteinlerini ne zaman üretmeleri gerektiğini söyler.Çalışmalar göstermiştir ki kodlanmamış DNA olarak adlandırılan bu DNA, bazı hastalıklarda rol oynuyor.Kodlamayan DNA, güçlendirici adı verilen uzantıları, hedef geni kontrol etmeye yardımcı olan kısa dizileri içerir.Genetikçiler, genomumuzda yüz binlerce potansiyel çoğaltıcı tespit ettiler ancak DNA regulasyonu ve hastalıklarındaki rollerini doğrulamak göz korkutucu bir önermedir.Kaliforniya'daki Palo Alto'daki Stanford Üniversitesinde komputasyonel bir biyolog olan Yang Li, "[birçoklarının] ne yaptıklarını hala iyi anlayamıyoruz" diyor.

            Geçtiğimiz hafta burada toplanan Genomların Biyolojisi toplantısında sunulan yeni çalışma için, Kaliforniya, Berkeley'deki Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarının moleküler biyoloji uzmanı Marco Osterwalder ve meslektaşları bu aday çoğaltıcılardan bazılarının nasıl çalıştığını tam olarak anlamaya yönelik CRISPR adlı güçlü ve yeni bir gen düzenleme tekniğini kullandılar.Yöntem, belirli bir çoğaltıcıdan yoksun "işlevsiz" farelerin gelişimini hızlandırarak işlevini açığa çıkarmaya yardımcı olur.Laboratuarın 1200'den fazla çoğaltıcı için önceden kanıtları vardı.Ve yeni testlerde, Osterwalder CRISPR'yi kullanarak farklı fare embriyolarındaki 10 çoğaltıcıyı yok etti.Bu çoğaltıcılar organların gelişiminde rol oynayan genlerin yakınında bulundular, bu nedenle ekibi ile embriyonun organlarının bir şekilde kusurlu olmasını bekledi.Ancak, geçen hafta ki raporda onların korkusu bir anormallik yoktu.

            Diğer çoğaltıcıların boşluğu kaldırıp kaldırmadığını merak ediyor - organların gelişmesini sağlamak için bir yedekleme sistemi sağlıyoruz - Osterwalder ve meslektaşları özellikle parmak oluşumunda rol oynayan bir çift çoğaltıcıdan yoksun fareler yetiştiriyorlar.Onlar , fare embriyolarında ilave parmaklar geliştirdiler, tıpkı çoğaltıcıların hedef geni Gli3'ün kendisi de arızalı olduğunda olduğu gibi. Araştırmacılar daha sonra bu fazlalığı keşfetmek için, parmak sayılarını kontrol eden Gli3 genlerinden birini eledikleri farelerde bu çoğaltıcılardan birini veya her ikisini birden elediler.Tipik olarak, bu genin bir kopyası komisyon dışı bırakıldığında, embriyolar normal Gli3 proteininin yarı miktarını yapar ve fazladan başparmak formları oluşturur.Bilim adamları aynı farelerdeki çoğaltıcılardan birisini daha hedef aldıklarında , embriyolar yine bir başparmak daha büyüttü.Fakat bilim adamları eksik Gli3'lü farelerdeki her iki çoğaltıcıyı da elediklerinde, farelerin fazladan parmak sayısı arttı.Çoğaltıcılar sağlamsa, ancak genin her iki kopyası da kusurluysa, bu sonuçlar aynıdır; bu durum, protein miktarının parmak sayısını belirlediğini gösterir.Osterwalder, ''Çoğaltıcılar bir organizma seviyesinde gereksizdir, ancak moleküler düzeyde katkılıdır'' dedi.''Gerçekten harika bir deney "diyor Stanford'da biyofizikçi olan ve çalışmalara katılamayan William Greenleaf."Düzenleyici unsurların haritalandırılmasında mantıklı bir sonraki adımı temsil ediyor.''

            Üç yıl önce, fare yüzünün ve kafatasının geliştirilmesinde çoğaltıcılar üzerinde çalışan bir başka ekip benzer karmaşıklığı bir ortaya çıkarmıştı.Ve Drosophila'daki (meyve sineği) çalışmalar, çoklu çoğaltıcıların etkileşimlerinin normal olduğunu ileri sürmektedir.

            Araştırmacılar, kodlayıcı olmayan DNA'yı Crohn hastalığına, kalp hastalığına, multiple skleroza ve diğer bozukluklar ile ilişkilendirdiler ve bu da çoğaltıcıların tıbbi manipülasyon için hedef olabileceğini düşündürüyor.Ve New York'taki New York Genom Merkezinde evrimci bir genetikçi olan Joseph Pickrell "her zaman daha fazla ilişki buluyoruz" diyor.Ancak CRISPR deneylerinde ortaya konan karmaşıklık göz önüne alındığında, çoğaltıcıların hastalıklarla nasıl etkileşimde olduklarını anlamak "bir maraton olacak" diye yazdı.

 Posted in:

DOI: 10.1126/science.aaf5738

Kaynak: http://www.sciencemag.org/news/2016/05/biologists-identify-backup-systems-ensure-genes-build-limbs

Çeviren ve Derleyen: Esra EREN

 

---