Bağışıklık Sistemimizi Neanderthallere Borçlu Olabiliriz

Modern insanın Afrika‘dan başlayan göçünün Avrupa ve Asya‘ya uzandığı; bu bölgelerdeki Neanderthal ve Denisovan gibi ilkel insan türlerinin yerine geçtiği genel kabul görmekte. Hatta, bu insansı türlerin genomları üzerinde yapılan genetik çalışmalar, bu türlerin birbiriyle karıştığını da ortaya koyuyor.

Gerçekleştirilen yeni çalışma, bağışıklığımızla ilgili bazı genlerin, bu karışım sırasında, Neanderthal ve asyalı Denisovan‘lardan bize geçtiğini gösteriyor.

Büyük vücutlu avcı-toplayıcı bir grup olan Neanderthal‘ler, fosillerinin bulunduğu Almanya’daki Neander Vadisi (Alm. vadi = thal) baz alınarak isimlendirildi. Avrasya’nın çeşitli bölgelerinde, bundan 400.000 yıl öncesinden başlayanve yine günümüzden 30.000 yıl öncesine dayanan bir geçmişleri bulunuyor. Geçtiğimiz yıllarda, Max Planck Enstitüsü‘nün Neanderthal genomu üzerinde yaptığı çalışmalar,  bu türün modern insan hattı ile yarım milyon yıl önce ayrıldığını gösteriyor.

2010 yılında Neanderthal genome project adlı proje kapsamında, tüm Neanderthal genomu büyük oranda dizilendi. Dizileme sonrasında ortaya çıkan sonuçlar, insan ve neandaerthal genomunun %99.7 oranında aynı olduğunu gösteriyor. Bu oran, insan ila şempanze arasındaki %98.8′likbenzerlikten biraz daha fazla. Ayrıca, bulgular insan genomunu oluşturan genlerin %4′ünü Neanderthal’lere borçlu olduğumuzu gösteriyor.

Neanderthal genomunun büyük bir kısmı, Hırvatistan'daki Vindija mağarasında bulunan kemiklerden elde edildi.

Konu üzerinde gerçekleştirilen yeni bir çalışma da, Stanford Üniversitesi‘nden immuno-genetikçi Peter Parham ve araştırma ekibi tarafından gerçekleştirilmiş. Çalışma, bağışıklık sisteminin anahtar bileşenleri olan human leukocyte antigen (HLA) genleri üzerine odaklanmış. HLA kodlayan genleri, dünyanın farklı yerlerindeki modern insanlarda analiz eden Parham, bu sonuçları Neanderthal ve Denisovan fosillerinden elde edilen genomlar ile karşılaştırmış.

Araştırmaya göre, bazı Neanderthal ve Denisovan‘larda bulunan belli HLAformlarının Avrupa ve Asya’daki modern insanlarda olduğu; ancak aynı formların günümüz Afrika popülasyonlarında görülmediği ortaya çıkmış. HLA genlerinin hızlı evrimleşmesi sebebiyle, bu ortak HLA’ların modern ve ilkel insanların ayrılmasından önce oluşması olanaklı görünmüyor. Bunun yerine, Afrika’dan göç eden grupların, Avrasya’daki gruplar ile karışmış olmasından kaynaklandığı düşünülüyor. Genetik çalışmalar, bu türler arası karışımın65,000 ila 90,000 yıl önce gerçekleşmiş olabileceğini gösteriyor.

Parham, Afrika’dan göç eden insanlar ile Avrupa’daki ilkel arkaik insanlar ile karşılaştığında, göçebe olanların oldukça kötü durumda olduğunu tahmin ediyor. Hastalık ve diğer tehlikeler yüzünden sayısı oldukça azalmış olan insanların, Avrasya’da 200.000 yıldır hüküm süren arkaik insanların hayatınaadapte olduğunu; adaptasyon süreci içinde türler arasında çiftleşmelerin yaşanmasının kaçınılmaz olduğunu öne sürüyor. Bu farklı türlerin çiftleşmesi,Homo sapiens‘in yeni HLA formlarını kazanmasını, ve Avrasya’da bulunanpatojenlere karşı bağışıklık kazanmasını sağlamış olabilir.

Parham‘ın yaptığı analizlerde ortaya çıkan bu belirli HLA formları, doğal bağışıklık içinde görev alıyor. Bu HLA formları, günümüzde bizi korumaya devam ediyor. Modern Asya’da oldukça sık bulunan arkaik kökenli HLA-A*11formu, Epstein Barr virüsüne karşı direnç oluşturmayı sağlıyor.

Kaynak: biyorss.com

DEVAMINI OKU

Projemiz DOESEF'te Türkiye 3.sü Oldu

Doğanata Eğitim ve Kültür Vakfının  İzmir üniversitesi sponsorluğunda düzenlediği "1.Doesef Araştırma Projeleri " yarışmasında  11-C sınıfı öğrencilerimizden Halil İbrahim AKTAŞ ve Müge İŞLİ'nin "Convulvusgalacticus özütünün antitümör etkisi" konulu projesi Türkiye Üçüncüsü oldu. 


11-C sınıfı öğrencilerimizden Cihan OTACIOĞLU ve Doğan EMRE’nin "Melas’tan antikanserojen madde sentezlenmesi"  konulu projesi  de final sergisinde büyük ilgi gördü.

DEVAMINI OKU

Okyanus Mikrobu Yeni Hidrojen Kaynağı Mı?

Sıradan bir okyanus tek hücrelisi, gelecekteki hidrojen tabanlı enerji üretimi için kaynak olabilir. Şu ana kadar, serbest hidrojen üretimi yapantüm organizmaların, bu üretimi sadece anoksik (oksijen içermeyen)ortamlarda gerçekleştirebildiği sanılıyordu. Ancak, Washington Üniversitesi’nden Himadri Pakrasi‘nin gerçekleştirdiği çalışmaya göre,Cyanothece 51142 olarak adlandırılan siyanobakteri türü, oksijen içeren atmosferik koşullarda hidrojen üretimi gerçekleştirebiliyor.

Cyanothece 51142 ilk defa 1993′te Teksas (ABD) sahillerinde Purdue Üniversitesi’nden Louis Sherman tarafından keşfedildi. Himadri Pakrasi ise, bu canlı üzerinde gerçekleştirdiği sonraki çalışmalarda, bu canlının iki basamaklı bir yaşam döngüsüne sahip olduğunu gördü. Buna göre, siyanobakteri gündüz saatlerinde fotosentez gerçekleştiriyor, ışık ve karbondioksit kullanarak, oksijen ve glikoz üretimi gerçekleştiriyor. Güneş battığında ise glikozda depoladığı enerjiyi, havadaki azotu amonyağa çevirmek (Azot fiksasyonu) için kullanıyor. Nitrogenaz enziminin kullanıldığı bu işlemde de hidrojen yan ürün olarak çıkıyor.

Normal koşullarda, bu iki işlem birbirinden oldukça farklı. Fotosentez, zorunlu olarak aerobik koşullara ihtiyaç duyarken, azot fiksasyonu ve dolaylı hidrojen üretimi, sadece anaerobik koşullarda gerçekleştirilebiliyor. Bunun temel sebebi ise, azot fiksasyonunu mümkün kılan nitrogenaz enziminin oksijen varlığında yapısını tamamen kaybetmesi.

Ancak, ilginç birşekilde Cyanothece 51142, atmosferik oksijen varlığında da azot fiksasyonu gerçekleştirebiliyor. Siyanobakteri bu sorundan, hücre içindeki oksijen miktarını düşürerek sıyrılıyor. Buna göre, siyanobakteri, fotosentez yapmadığı gece saatlerinde, hücre-içi oksijeni, yüksek oksidatif fosforilasyon metabolizması ile sıfır noktasına indiriyor. Böylece, nitrogenaz enzimi, neredeyse, anaerobik bir koşulda çalışıyor.

Prof. Himadri Pakrasi, İçinde Cyanothece Bulunan Erleni Tutuyor.

Cyanothece 51142, görünüşe göre doğal bir sirkadyen ritme sahip. İşin daha önemli kısmı, bu ritm, araştırmacılar tarafından, hidrojen üretimini artıracak şekilde değiştirilebilir.

Pakrasi, bu durumu incelemek için 12 saatlik gündüz ve 12 saatlik gece içeren bir doğal koşul yaratmış. Ve ardından siyanobakterileri48 saat boyunca kesintisiz ışığa maruz bırakılmış. Bu 48 saatlik süre içinde, hücrelerin normalde gece boyunca gerçekleştirdiğiazot fiksasyonuna ve hidrojen üretimine devam ettiğini görmüş.

Bu şekilde doğal koşullarda üretilen hidrojen miktarı -1 saatte 1 miligram klorofil başına 150 mikromol hidrojen- laboratuvar koşullarda da gerçekleştirilebilirse, 1 litrelik besiyerinde 48 saat içinde 900 ml’lik hidrojen üretimi mümkün olabilir.

Berlin Üniversitesi’nden Oliver Lenz‘e göre, siyanobakterilerin bu yolu, hidrojen üretimi için şu ana kadar bilinen etkili sistem olabilir. Aslında, Lenz de hidrojen üretimi üzerine uzun süredir çalışmalar gerçekleştiren bir araştırmacı. Kendisi, hidrogenaz kullanarak sentetik yollarla hidrojen üretmeye çalışıyor. Ne yazık ki, Lenz’in yolunda, hidrojen üretimi sadece birkaç saat sürerken, Pakrasi’nin siyanobakterilerinde bu üretim, birkaç gün boyunca devam ediyor.

Siyanobakteriler dışında, hidrojen üreten diğer bir canlı da aslında bir alg olan Chlamydomonas reinhardtii türü. Almanya’daki Bielefeld Üniversitesi‘nde bu tür üzerindeki çalışmalar, önemli başarılar elde etse de, bu algler, hidrojen üretimi için, oksijenden tamamen arınmış ortama ihtiyaç duyuyor. Cyanothece 51142′nin ise böyle bir zorunluluğu yok.

Pakrasi bundan sonra, siyanobakterileri daha büyük oranlarda kültür edecek. Kullandığı siyanobakteri miktarını artırarak, hidrojen üretiminde artış olup olmadığını inceleyecek. Cyanothece 51142 ayrıca, içerdiği hidrogenazenzimi yüzünden ürettiği hidrojenin bir kısmını kaybediyor. İleriki basamaklarda, bu enzimin etkinliği genetik olarak değiştilerek, hidrojen kaybı da azaltılabilir.

DEVAMINI OKU

Septinler: Bilinmeyen Hapishane

Hücre bölünmesinden sorumlu, masum bir protein, aslında hücresel savunma sisteminin kritik bir parçası çıktı. Septin’lerin, yakın zamana kadar, sadece ve sadece sitokenez‘de (hücre bölünmesinde) görev aldığı zannediliyordu. Ancak, bu proteinin pek de masum olmadığı; bakteri enfeksiyonu sırasındamoleküler bir hapishaneye dönüşerek, çevre hücreleri bakterilere karşıkoruduğu ortaya çıkarıldı.

Peki bu septin denilen proteinler nedir? Ne işe yararlar? Hücresel savunma sisteminde nasıl görev alıyorlar? Ve nasıl bir hapishaneye dönüşüyorlar?

Maya hücrelerinin bölünmesi sırasında görülen septin (yeşil) proteinleri

Septin, çoğu organizmada bulunan ve özellikle hücre bölünürken yapı iskeleti görevi gören bir protein. Bugüne kadar, bu protein ile gerçekleştirilen çalışmalar genellikle maya hücreleri ile sınırlı kaldığı için diğer olası görevleri hep karanlık kalmış. Bu sebeple, septin’lerin insan hücrelerindeki fonksiyonları bugüne kadar açığa çıkarılmamış.

Fransa‘daki Pasteur Enstitü‘sünden septin’lerin insan hücrelerindeki fonksiyonlarını inceleyen bir araştırma takımı, bu proteinlerin, bunca yıldır önemli gizemi de içinde barındırdığını görmüş. Çalışmaya göre, septin’lerin, patojen bakterilerin etrafını sararak hareketsiz bıraktığı, bu şekilde diğer hücreleri enfekte olmaktan koruduğu gösterilmiş.

Septin proteinleri (kırmızı), bir bakteri (mavi) etrafında kafes oluşturuyor.

Bu yeni savunma sistemi, daha önce hiç bilinmediği için çok önemli sayılıyor. Çünkü, dizanteri ve benzeri hastalıklara karşı yepyeni bir çalışma alanı yaratıyor.

Moleküler Hapishane Nasıl Oluşuyor?

Araştırmada, septin’lerin hapsetme davranışı Shigella bakterileri üzerinde incelenmiş. Shigella, insanda ve diğer primatlarda ölümcül diyareye sebep olan bir patojen bakteri türü. Hücreden hücreye atlayarak yayılan bu patojen türü, hareket etmek için etrafında aktin-polimerlerinden kuyruklar oluşturuyor. Bu kuyruklar yardımı ile,hareket edebiliyor ve yeni konak hücreleri enfekte edebiliyor.

Yapılan çalışmada görülüyor ki, insan hücreleri bu bakterilere karşı karşıya geldiğinde bir acil durum sinyali olan TNF-α üretiyor. Bu acil durum sinyali TNF-α‘nın üretilmesi durumunda septin iplikçikleri, çevredeki mikroorganizmaların etrafını sarıyor. Kapana kısılan bakterilerin kuyruk oluşumu duruyor ve hareket özelliğini kaybediyor. Daha da ilginci, hapis sonrası, Shigella hücreleri otofajiolarak bilinen hücre intiharına giriyor.

Septinleri Artık Daha Fazla Duyacağız

Konu olan makalede, ortaya çıkarılan bu yolun, patojenlerin yayılmasını önleyecek ilk hücresel savunma sistemiolduğu belirtiliyor. Çalışma, maya hücreleri üzerinde çalışılan septinlerin, memeli hücre fizyolojisindeki bilinenden daha dinamik bir rolü olduğunu gösteriyor.

Araştırmacılar, bundan sonra, septin’ler ve otofaji arasındaki bağlantıyı araştıracak. Ayrıca, septinlerin insanlar için ne kadar önemli olduğu daha ayrıntılı olarak incelenecek. Nitekim, bu proteinler ile ilgili önceki çalışmalarda da,septinlerin çalışmamasının ya da septinleri üreten genlerin mutasyona uğramasının, lösemi, kolon kanseri, Parkinson ve Alzheimer hastalığı gibi nörodejeneretif hastalıklara neden olabileceğini öne sürülüyor.

Shigella kaynaklı dizanteri gibi bu hastalıklara karşı, septin metabolizması önemli bir ufuk açıyor. Bu bağlamdaTNF-α’nın davranışını taklit edecek ilaçlar yardımıyla, septin kafeslerinin etkinliği artırılabilir. Çalışmada rol alanPascale Cossart‘a göre eğer bu moleküler kafeslerin sayısı artırılabilirse, enfeksiyona karşı kullanabileceğimizyeni bir yol da açılmış olacak.

Kaynak: biyorss.com

DEVAMINI OKU