Benzer büyüklükteki diğer memelilerden 10 kat uzun yaşayan çıplak köstebek farelerinin genetik sırrı açığa çıktı.
REKLAM
Yeni bir araştırma, çıplak köstebek farelerinin olağanüstü uzun ömürlerinin ardında DNA onarımını güçlendiren dört küçük amino asit değişikliğinin olabileceğini ortaya koydu.
Yeraltında yaşayan bu kemirgenler, laboratuvar ortamında 37 yıla kadar yaşayabiliyor. Bu süre, benzer büyüklükteki diğer memelilerden neredeyse 10 kat daha uzun.
Bu yüzden de çıplak köstebek fareleri, uzun yaşamın sırrına yönelik araştırmaların odağında yer alıyor ve gizemleri uzun süredir çözülmeye çalışılıyor.
Şanghay’daki Tongji Üniversitesi Tıp Fakültesi öncülüğünde yürütülen ve Science dergisinde yayımlanan yeni çalışma, cGAS (cyclic GMP-AMP synthase) adı verilen bir proteine odaklanıyor. Normalde bu protein, hücrelerde hasarlı veya yabancı DNA’yı algılayarak bağışıklık tepkilerini tetikliyor. Ancak çıplak köstebek farelerinde bu protein, DNA onarımını hızlandıran bir forma evrimleşmiş durumda.
DNA onarımını güçlendiren protein değişimi
İnsan ve fare hücrelerinde cGAS, yabancı veya hasarlı DNA’yı tanımakla ve bağışıklık sistemini harekete geçirmekle görevli. Ancak aynı zamanda DNA kırıklarını onarmada görev alan "homolog rekombinasyonu" mekanizmasını yavaşlatabiliyor. Bu da DNA hasarlarının birikmesine ve yaşlanmaya yol açıyor.
Öte yandn, araştırmacılar, çıplak köstebek farelerinde bu proteinin tam tersine davrandığını buldu. Molekül, DNA kırığı oluştuğunda daha uzun süre hasar bölgesinde kalıyor ve onarım sürecini destekliyordu.
Bunu sağlayan mekanizma ise oldukça ilginç: cGAS proteininde gerçekleşen dört amino asit değişimi, proteinin “ubikitinasyon” adı verilen bir etiketleme süreciyle yok edilmesini engelliyor. Yani cGAS hücre tarafından atılmıyor, onarım ekibi geldiğinde hâlâ orada oluyor.
Bu kalıcılık, proteinin kromatin (DNA ve proteinlerin çekirdek içindeki yapısı) üzerindeki tutunma gücünü artırıyor ve onarım sürecinin daha etkili şekilde yürütülmesini sağlıyor.
Hücresel işbirliği
Ekip ayrıca cGAS’ın FANCI adlı yardımcı bir proteinle daha güçlü bağlar kurduğunu belirledi.
FANCI, DNA tamiri sırasında RAD50 adlı başka bir proteini yönlendiriyor. Çıplak köstebek faresinin cGAS versiyonu, bu iki proteinin işbirliğini güçlendirerek kırık DNA parçalarının daha hızlı ve hatasız onarılmasına katkı sağlıyor.
Yaşlı fareleri 'gençleştirdi'
Bilim insanları, çıplak köstebek faresine ait cGAS genini yaşlı farelere aktardı.
Sonuçlar çarpıcıydı. Farelerin kırışıklık ve gri tüy oranı azaldı, kırılganlık skorları düştü ve hücre yaşlanması belirtileri belirgin şekilde azaldı.
Benzer şekilde, insan ve fare hücre kültürlerinde yapılan deneylerde de cGAS proteininin bu özel versiyonu, DNA onarım hızını artırdı ve hücresel yaşlanmayı geciktirdi. Hatta, çıplak köstebek faresine ait cGAS geni taşıyan meyve sinekleri, yaklaşık 10 gün daha uzun yaşadı.
Evrimin sessiz stratejisi
Çıplak köstebek faresinin DNA onarım avantajı, bir gecede oluşmuş bir mutasyon değil.
Yüzyıllar boyunca yeraltı yaşamı, düşük oksijen toleransı ve durağan metabolizması, hücre stresini azalttı. Bu da evrime, “hızlı üreme” yerine DNA onarımını mükemmelleştirme yönünde avantaj sağladı.
Bilim insanları, bunun uzun ömürlü türlerde görülen daha genel bir kuralı yansıttığını düşünüyor: “Uzun yaşayan canlılar, hızlı büyümekten çok, onarım ve bakım mekanizmalarına daha fazla enerji harcar.”
Benzer DNA onarım güçlenmeleri yarasalarda ve fillerde de gözlemlenmiş durumda. Ancak çıplak köstebek faresinin cGAS proteini, bu evrimsel stratejinin en açık örneği olarak değerlendiriliyor.
İnsanlara uygulanabilir mi?
Ancak araştırmacılar bu bulgunun, en azından şimdilik, insan ömrünü uzatacak bir gen düzenlemesi anlamına gelmediğini vurguluyor. Zira cGAS, yalnızca DNA onarımında değil, bağışıklık tepkilerinin düzenlenmesinde de kritik bir rol oynuyor. Dolayısıyla bu mekanizmayı “yapay olarak” güçlendirmek, istenmeyen mutasyonlara veya tümör gelişimine yol açabilir.
Bilim insanları, bir sonraki adımda moleküler düzeyde güvenli değişikliklerin insan hücrelerinde benzer etkiyi gösterip göstermeyeceğini test edecek.