Bilim insanları insan ve maymunlar da dahil olmak üzere primatlara özgü yeni bir gen regülasyon mekanizmasını ortaya çıkarttılar. 10 yıl önce dizilenen insan genomundaki genlerin fonksiyonları ve nasıl regüle edildikleri henüz tam anlamıyla açıklanabilmiş değil. Çalışmanın sonuçları yeni tanı, tedavi ve koruyucu hekimlik yöntemleri geliştirilebilmesi açısından büyük önem taşıyor.
Nature’da yayımlanan makalenin yazarlarından Dr. Lynne E. Maquat, insan genomunun fonksiyonlarını ortaya koymak açısından bu çalışmanın çok önemli olduğunu belirtiyor.
Genlerimizde bir terslik ortaya çıktığında, bu durum kanser, Alzheimer, kistik fibrozis gibi hastalıklarla sonuçlanabiliyor. Yapılan çalışma, gen anlatımına müdahale etmek isteyen araştırmacılar için özgün bir regülasyon mekanizması sunuyor. Gen anlatımı ile genlerdeki bilgilerin proteinlere aktarılması ve vücut fonksiyonlarının hayata geçmesi sağlanıyor. Bu sürece müdahale, tıp alanında büyük önem taşıyor.
Yeni tanımlanan gen düzenlenme mekanizması Alu elemanlarını içeriyor. Alu elemanları tekrar eden dizilerden oluşuyor ve genom boyunca yayılmış halde bulunuyor. Primatların evrimi sırasında genomun tamamına yayıldıkları düşünülüyor. Alu elemanlarının varlığı uzun yıllardır bilinse de fonksiyonları bugüne kadar bilinmemekteydi.
Maquat, Alu elemanlarının protein sentezini düzenlemek amacıyla, kodlamada görev almayan uzun RNA’larla (lnc RNA) bir araya geldiklerini keşfetti. Alu elemanları, DNA’dan genetik bilgileri alıp protein sentezinde kullanan mesajcı RNA’ların (mRNA) doğru sayıda proteinin sentezinde görev almasını sağlıyor. Aksi halde protein sentezinin kontrolden çıkması sonucunda hücreler kontrolsüz bir şekilde çoğalarak kansere yol açıyor.
Gen anlatımı, uygun zamanda uygun miktarda proteinin sentezini gerçekleştirmek için görev yapan birçok basamaktan oluşuyor. Bu basamaklar ve mRNA sentezini düzenleyen mekanizmaların oldukça küçük bir kısmı biliniyor. mRNA’ların düzenlenmesi gen anlatımını kontrol etmenin birkaç yolundan biri ve bu nedenle tedavi yöntemleri açısından büyük ilgi uyandırıyor.
Çalışmada lncRNA ve Alu elemanlarının SMD (Staufen 1aracılı mRNA yıkımlanması) sürecini başlatmak için birlikte çalıştığı gözlemlendi. SMD protein sentezinin ardından mRNA’ların yıkımlanmasından sorumlu, bu sayede hastalıklara yol açabilecek fazla miktarda ve istenmeyen proteinlerin sentezlenmesi engelleniyor.
lncRNA ve Alu elemanları Staufen-1 adlı proteinin mRNA’lara bağlanmasını sağlıyor. Protein sentezindeki görevi sonlanan mRNA, Staufen-1 ve bir diğer düzenleyici protein olan UPF-1 tarafından yıkımlanıyor ve böylelikle yeni protein sentezleyemiyor.
Çalışma genlerimizin nasıl çalıştığına dair yeni bulgular sağlarken, aynı zamanda DNA’nın görev üstlendiği karmaşık süreçlerde birçok bilinen ve bilinmeyen etkenin rol aldığını gösteriyor. Araştırmacılar yeni ortaya koydukları mekanizmanın ayrıntılarını incelemeye devam edeceklerini belirtiyorlar.
Kaynak: Science Daily: http://www.sciencedaily.com/releases/2011/02/110209131828.htm
Journal Reference: Chenguang Gong, Lynne E. Maquat. lncRNAs transactivate STAU1-mediated mRNA decay by duplexing with 3′ UTRs via Alu elements. Nature, 2011; 470 (7333): 284 DOI: 10.1038/nature09701
