Bilim insanlarının yaptığı yeni çalışma, bir hücrenin yaşam süresini ortaya koyuyor. Bu çalışmada; hücre intiharı olarak bilinen Apoptoz’u tetikleyen mekanizma irdelendi ve sinyallerin mekanizmayı başlatma hızının ölçülmesine dair önemli bir adım atıldı. Böylece bir hücrenin doğumundan kendini yok edeceği zamana kadar geçen süre öngörülebilir olacak.
“Ağaçtan düşen yaprak” anlamına gelen Apoptoz; bir hücrenin kendisini yok ettiği, genlerle düzenlenen, programlı hücre ölümleridir. Stanford Üniversitesi’nden biyologlar Xianrui Cheng ve James Ferrell Jr., dalgalar halinde hareket eden Apoptoz başlatıcı sinyallerin dakikada 30 mikrometre saniyelik hızla ilerlediğini tespit etti.
Bahsi geçen ölüm sinyallerinin difüzyonla yayılıp yayılmadığını ortaya koyan ve Science’ta yayımlanan çalışma, sinyal moleküllerinin hücre boyunca kendiliğinden çalışarak kendi yollarında nasıl ilerlediklerine ve devrilen domino taşları gibi birbirini tetikleyen sinyal dalgalarının nasıl çalıştıklarına dair bulgularla sonuçlandı. Bilim insanları, bir hücrenin kendini yok etme vakti geldiğinde hangi süreçlerden geçtiğini ve sürecin nasıl şekillenip ne kadar sürdüğünü de bu çalışma ile ortaya koydu.
‘Biyolojik iletişimde yinelenen bir tema’
Makaleye göre; Apoptoz süreci, ölüm sinyali kimyasallarının salınmasına neden olan hasarlarla başlar. Bu çalışma sürecine bir örnek, hücrenin enerji santrali olan mitokondrilerde meydana gelen bir hasar nedeniyle mitokondrilerden sızan Sitokrom-C’nin varlığıdır. Sitokrom-C konsantrasyonu yeterince yüksek olduğunda, kimyasallar çalışmaya başlamak için “Kaspaz” denilen proteinleri işaret eder. Kaspazlar, DNA tamiri ve replikasyonu için gerekli enzimleri inaktive ederler; hücre iskeleti proteinlerini keserek hücre zarında yapı bozukluklarına neden olurlar. Apoptoz yolağı aktifleştikten yaklaşık bir saat sonra DNA’nın tek sarmal ipliğinde başlayan karakteristik ve geri dönüşü olmayan bir parçalanma görülür.
Kaspazlar, diğer proteinleri mitokondrideki boşluklara göndererek, daha fazla Sitokrom-C salınımını tetikler. Çalışmanın yürütücülerinden Ferrell, bu zincir reaksiyonunun difüzyondan daha hızlı gerçekleştiğini söylüyor. Ferrell; bir Afrika pençeli kurbağa yumurtasında, bir tetik dalgasının yayılmasının yaklaşık yarım saat sürdüğünü, oysa difüzyonun 5 saat sürebileceğini ifade ediyor ve tetik dalgalarının tıpkı orman yangınları gibi onları besleyecek yakıt oldukça hareket edebileceğini söylüyor. Aynı zamanda yapılan çalışma ile birçok biyolojik sinyalin tetikleyici dalgalar olarak hareket edebileceği yeniden ortaya koyuluyor. Ferrell, “Biyologlar, tetikleyici dalgaların biyolojik iletişimde yinelenen bir tema olduğu fikrindeler” diyor.
Apoptozun hücrelerde belirli tetik dalgaları ile aktifleştiğini bilmek, bu sinyallerin mekanizmalarının nasıl işlediğine hakim olmak, süreçlerinin ve sürelerinin bilim insanları tarafından biliniyor olması; benzer mekanizmaları kullanarak başka bilimsel çalışmalar yapabilmeyi de mümkün kılacaktır. Bu sayede, kanser hücrelerinin kendilerini yok etmek için nasıl teşvik edilebileceğine dair çalışmaların da önü açılacaktır. Yine bezer şekilde, bu çalışmadan yararlanılarak Alzheimer veya Müsküler Distrofi durumlarında yaşanan hücre ölümleri önlenebilir hale gelebilecetir. Çalışmanın, bu anlamda birçok yeni araştırmaya ışık tutması bekleniyor.
Kaynak:
1) https://www.sciencenews.org/article/speed-cell-death-apoptosis
