VİYANA - SNmedia.at/İnsan genomunun uzun yıllar boyunca göz ardı edilen bölgelerinin, hücrelerin işleyişinde sanılandan çok daha önemli bir rol oynayabileceği ortaya çıkıyor.
Bilim insanları, bir dönem protein üretmediği düşünülen DNA bölgelerinin aslında çok küçük protein benzeri moleküllerin üretimini sağlayabildiğini keşfediyor. “Peptidein” adı verilen bu moleküllerin bazıları kanser hücrelerinin büyümesinde rol oynarken, araştırmacılar şimdi onları kanser hücrelerini bağışıklık sistemine tanıtmak için kullanmaya çalışıyor.
Bu yaklaşıma dayanan ilk kanser aşılarından biri de nadir görülen Ewing sarkomuna karşı erken aşama klinik deneylerde test ediliyor.
Kanada’daki Sherbrooke Üniversitesi’nden biyokimyacı Dr. Marie Brunet, BBC'nin Science Focus bilim dergisine yaptığı açıklamada, insan DNA’sının nasıl çalıştığı konusunda hâlâ bilinmeyen çok şey bulunduğunu söylüyor.
Hollanda’daki Prinses Máxima Pediatrik Onkoloji Merkezi’nden Dr. Sebastiaan van Heesch ise bu araştırma alanının biyoloji açısından önemli sonuçları olacağını düşünüyor.
Van Heesch, “Bir şeyleri abartmayı seven biri değilim ancak bunun oyunun kurallarını değiştireceğini ve ders kitaplarını yeniden yazdıracağını düşünüyorum,” diyor.
İnsan genomunun yüzde 99'u protein kodlamıyor
Hikayenin kökeni, yaklaşık 25 yıl önce insan genomunun dizilenmesine kadar uzanıyor.
İnsan genomu, hücrelerimizde bulunan ve insan vücudunun oluşması ve yaşamını sürdürmesi için gerekli genetik talimatları taşıyan DNA’nın tamamı anlamına geliyor.
İnsan Genom Projesi yürütülürken bilim insanlarının merak ettiği sorulardan biri, insanlarda kaç gen bulunduğuydu. Araştırmacılar bunun için “GeneSweep” adı verilen bir bahis bile düzenledi.
Sonuç şaşırtıcıydı: İnsan genomunda protein kodlayan yaklaşık 20 bin gen bulunduğu ortaya çıktı.
Ancak daha büyük sürpriz, yaklaşık üç milyar genetik harften oluşan genomun çok büyük bölümünün protein kodlamamasıydı.
Bu bölgelerin bir kısmı geçmişte “çöp DNA” olarak nitelendiriliyordu. Fakat sonraki araştırmalar, protein kodlamayan DNA’nın önemli düzenleyici işlevleri olduğunu ortaya koyarken, bilim insanları daha da şaşırtıcı bir durumla karşılaştı: Protein kodlamadığı düşünülen bazı bölgeler aslında çok küçük proteinler üretiyordu.
Genlerin içinde saklanan başka genler
Bunların ilk örneklerinden biri 2001’de Japonya’daki Keio Üniversitesi’nden Prof. Ikuo Nishimoto ve ekibinin keşfettiği “humanin” oldu. Proteinlerin çoğu yüzlerce, hatta binlerce aminoasitten oluşurken humanin yalnızca 24 aminoasitten meydana geliyordu.
Altı yıl sonra meyve sineklerinde 33 aminoasitten daha kısa başka bir minik protein keşfedildi. “Tarsal-less” adı verilen bu molekülün, sineklerin embriyonik gelişiminde önemli rol oynadığı daha sonra anlaşıldı.
Üstelik bu küçük proteinleri kodlayan DNA dizileri yalnızca genomun protein kodlamadığı düşünülen bölgelerinde değildi. Bazıları bilinen genlerin içinde saklanıyordu.
Örneğin uzun süredir bilinen FUS genindeki bazı mutasyonlar, amyotrofik lateral skleroz (ALS) hastalığıyla ilişkilendiriliyor.
Brunet ve meslektaşları ise FUS geninin içinde, çok daha küçük başka bir proteini kodlayan ikinci bir genetik talimat bulunduğunu gösterdi.
Başka bir ifadeyle aynı DNA bölgesinden, nereden okunmaya başlandığına bağlı olarak iki farklı protein ortaya çıkabiliyordu.
Bu durum, biyolojinin uzun yıllardır kullanılan “bir gen, bir protein” şeklindeki basitleştirilmiş anlatımını da sorgulatıyor.
Binlerce gizli protein ortaya çıktı
Dönüm noktalarından biri 2009’da Kaliforniya Üniversitesi San Francisco’dan Prof. Jonathan Weissman ve Prof. Nicholas Ingolia’nın “ribozom profilleme” adı verilen yöntemi geliştirmesi oldu.
Ribozomlar hücrelerin protein üretim makineleri olarak çalışıyor. Ribozom profilleme ise bu makinelerin genomun hangi bölgelerinden gelen talimatları okuduğunu tespit etmeyi mümkün kılıyor.
Araştırmacılar ribozomların, genomun daha önce protein üretmediği düşünülen binlerce bölgesini okuduğunu keşfetti.
Bu da humanin gibi moleküllerin birkaç sıra dışı örnekten ibaret olmadığını, insan hücrelerinin içinde daha önce fark edilmemiş geniş bir küçük protein dünyası bulunabileceğini gösterdi.
Bu moleküller yıllar boyunca “karanlık proteinler”, “hayalet proteinler”, “mikroproteinler”, “alternatif proteinler” veya “küçük ORF'ler” gibi farklı isimlerle anıldı.
Araştırmacılar son olarak bunları kapsayan yeni bir terim üzerinde uzlaştı: “Peptidein.”
Peptit ve protein kelimelerinin birleşiminden oluşturulan peptidein, çoğu peptit ile protein arasındaki sınırda bulunan bu küçük molekülleri tanımlamak için kullanılan bir şemsiye kavram.
Bir molekülün biyolojik işlevi kanıtlandığında ise mikroprotein olarak sınıflandırılabiliyor.
Yaklaşık 1.700 yeni molekül olabilir
Brunet, van Heesch ve ABD’deki Michigan Üniversitesi’nden Dr. John Prensner’ın da aralarında bulunduğu 60’tan fazla araştırmacıdan oluşan TransCODE konsorsiyumu, yakın zamanda yayımlanan kapsamlı bir çalışmada daha önce büyük ölçüde göz ardı edilen 7 binden fazla genetik bölgeyi inceledi.
Araştırmacılar bunların yaklaşık dörtte birinin gerçekten peptidein üretiyor olabileceğine dair kanıt buldu.