Görsel: “DNA metil transferaz geni alınan dişi fareler, fiziksel olarak dişi kaldılar; fakat üreme davranışlarında erkek gibiydiler.”
Hayvanların çoğunda, insanda dahil, beynin doğum öncesi gelişimi, erkek ya da dişi özelliklerine göre gerçekleşir. Çoğu türde erkek ve dişi bireylerin beyinlerinin bazı bölgeleri büyüklük olarak farklılık gösterir ve genelde farklı sayıda nöron ve sinapsa sahiptir. Biliminsanları bu farklılığın nasıl oluştuğu hakkında bazı şeyler biliyorlardı. Şimdilerdeyse, Maryland Üniversitesi Tıp Okulu’ndaki araştırmacılar, bu sürecin detaylı bir şekilde nasıl işlediğini aydınlatmak için yeni bir araştırma yapıyor.
Farmakoloji Bölüm Başkanı Prof. Margaret McCarthy, yeni doğmuş farelerde beynin gelişimi üzerinde çalışmalar yürütüyor. Testosteron türevi olan estradiol fareye verildiğinde, beyinde “susturulmamış” gen sekanslarını harekete geçirdiğini ve bunun kaslaşma sürecini başlattığını buldu. Bu süreç DNA’yı baskılayarak gen ifadesine neden olan DNA metil transferaz olarak bilinen bir grup enzim tarafından gerçekleştiriliyor. Makale Nature Neuroscience dergisinde yayımlandı.
Prof. McCarthy “Kimse bu sürecin nasıl işlediğini gösterememişti” diyor. Prof. McCarthy Pensilvanya Üniversitesi’nden doktoralı araştırmacı Bridget Nugent ile işbirliği yapıyor. Prof. McCarthy ve Nurgent aynı zamanda DNA metil transferaz etkisiz hale getirildiğinde, genel gelişimin dışında bile güçlü bir etkiye sahip olduğunu buldular. Doğum öncesi gelişimde beynin erkek ya da dişi özelliklerini alması, kısıtlı bir zaman içerisinde oluyor. Biliminsanları, bu seçim yapıldığında bir daha geri dönüşü olmadığını düşünüyorlardı. Fakat iki araştırmacı bunun tam tersini buldu. Fare beyninde dişi karakter seçildikten sonra, erkek karaktere dönüştürmeyi başardılar.
Prof. McCarthy ve Nurgent, DNA metil transferazın çalışmasını engelleyici maddeyi dişi beyninin preoptik alan olarak bilinen özel bir bölgesine enjekte etti. İnsanda dahil tüm türlerde çalışılmış ve preoptik bölgenin erkek cinsiyet davranışlarını yönetmede kilit rol oynadığı belirtilmiş. Enjeksiyon doğumdan bir hafta sonra yapıldı, bu sürede beynin cinsiyet farklılıklarının tamamlandığı düşünülüyordu. Bunun aksine, bu hayvanlardaki preoptik bölge dönüşerek erkek farenin yapısal özelliklerini aldı. Dişi fare farklı davranarak erkek farenin tipik cinsel davranışlarını sergiledi. Başka bir deneyde, dişi farenin DNA metil transferaz geni alındı, bu dişi fareler de erkek davranışları sergiledi. “Fiziksel olarak bu hayvanlar dişiydi, fakat üreme davranışlarında erkek gibiydiler” diyor Nugent. “Bu dönüşümü görmek büyüleyiciydi.”
Prof. McCarthy’nin çalışmalarının büyük bölümü cinsiyet farklılaşmasının nörobilimi üzerinde odaklanıyor. Önceki araştırmasında da, cins ve cinsiyet farklılıkları ile protein seviyesinde dil edinimi ve gelişimi arasındaki ilişkiyi bulmuştu. Bulguları bazı türlerde dişiler arasındaki yüksek seviyedeki iletişimle ilişkiliydi.
İlgi çekici bir şekilde, son çalışmada microglia olarak bilinen inflamatuvar bağışıklık hücrelerinin erilleşmede rol oynuyor olabilecekleri bulundu; normalde bu hücreler, hastalıklarla ilişkilenen prostaglandin adlı bir nörokimyasalın üretiminde kısmen yer alırlar.
Son yıllarda, biliminsanları artan bir şekilde, bağışıklık sisteminin beynin gelişiminin tamamlayıcısı olduğunu fark ediyorlar. Prof. McCarthy ve grubu, bağışıklık sisteminin ilk kez beynin cinsiyet farklılığında da önemli olduğunu gösteriyor. Prof. McCarthy ve grubunun keşfettiği, yapbozun en önemli parçası ise, DNA metil transferaz enziminin bağışıklık sistemi üzerinde etkili olan gen ifadelerinin aynı zamanda beyindeki cinsiyet farklılıklarını da kontrol ettiğidir. Prof. McCarthy şimdilerde bağışıklık sistemi ve beynin cinsiyet farklılaşması arasında nasıl bir bağlantı olduğu üzerinde ek çalışmalar yapıyor.
“Prof. McCarthy’ın çalışması beyin gelişimi ve cinsiyet üzerine yeni bir bakış açısı kazandırdı” diyor, Maryland Üniversitesi Tıbbi İşler Başkan Yardımcısı Dr. Dean E. Albert Reece.
Çeviren: Rıza Acar
İTÜ Moleküler Biyoloji ve Genetik Blm
Kaynak: http://www.sciencedaily.com/releases/2015/03/150331121249.htm
