Ana sayfa 86. Sayı Bilim insanları erkeklerin X kromozomlarındaki gen ekspresyonunu nasıl güçlendirdiğini buldu

Bilim insanları erkeklerin X kromozomlarındaki gen ekspresyonunu nasıl güçlendirdiğini buldu

Bilim Gündemi

123
PAYLAŞ

Çeviren: A. Güven Akçay

“Yaşasın farklılık?”. DNA seviyesinde bu slogan pek de geçerli değil. Erkekler, dişilerde iki adet bulunan X kromozomu ile kendi tek X kromozumunu eşleştirebilmek için bu tek X kromozomundaki gen ekspresyonunu artırmak zorundadırlar. Yapılan yeni çalışma erkeklerin bunu nasıl başarabildiğini açıklıyor.

Bir erkeği erkek yapan nedir? Giyimi mi? Arabası mı? Yoksa viski seçimi mi? Brown Üniversitesi biyoloğu Erica Larschan gerçek yanıtın bir protein kompleksinin yeni anlaşılmış bir aktivitesinde olduğunu söylüyor. Bu protein kompleksinin yeni keşfedilen aktivitesi tıpkı güç veren genetik bir araç gibi X kromozomu üzerindeki enzimlere gen ekspresyonunu artıracak şekilde destek veriyor. Nature dergisinin 2 Mart 2011 tarihli basımında olayın iç yapısı ve biyolojik süreci anlatıldı.

Dişilerin genomunda 2 adet X kromozomu varken erkeklerin genomunda bir adet X ve bir adet de Y kromozomu vardır ve cinsiyet bu farkla belirlenir. Ama erkeklerin yaşayabilmeleri için bu genetik dengesizliğin giderilmesi gerekir. Bu yüzden, memelilerde hücreler erkeklerde bulunan tek X kromozomunun ekspresyonunu artırmaya çalışırken, dişilerde bulunan fazla X kromozomunu baskılayarak gen ekspresyonunu azaltmaya çalışırlar.

Erkeklerin X kromozomlarındaki genlerin bu kadar rahat ifade edilmesi, Harvard Tıp Fakültesi’nin Mitzi Kuroda Laboratuarı’nda ve Brigham ve Kadın Hastanesi’nde kariyerine devam eden Larschan’ın ilgisini çekmişti. Süreci anlayabilmek için uygun meyve sineği örnekleriyle deneyler yapan Larschan, deneylerin analizlerini Ocak 2010’da fakülteye yardımcı doçent olarak girdikten sonra Harvard ve Boston Üniversitelerinde lisans üstü öğrencisi olan Eric Bishop ile ortaklaşa olarak Brown Üniversitesi’nde tamamladı.

Ekip avantajlı bir başlangıç yapmıştı. Bilim insanları zaten X kromozomunun baskılanmamasının X kromozomuna bağlanan MSL adındaki protein kompleksi ile yakından ilişkili olduğundan şüpheleniyorlardı. MSL “male specific lethal” (türün erkekleri için ölümcül) anlamındadır, çünkü erkek meyve sinekleri için bu protein kompleksinin sentezlenmesini sağlayan genin baskılanması türün erkekleri için ölümcül sonuçlar doğurur.

Görünen o ki MSL, X kromozomu üzerindeki gen ekspresyonunu DNA ikili sarmalını sıkça açarak artırmayı başarıyor. MSL, X kromozomlarının ekspresyonunu artıranlar için (diğer bir deyişle erkekler için), özelleşmiş bir matkap gibidir, x kromozomuna özel olan bir matkap, beton üzerine uygulanan taş işçiliği gibi.

Larschan ve meslektaşları bu keşfi “global run on sequencing – küresel dizileme” denilen, X kromozomu içinde ne kadar RNA polimeraz II isimli enzimden bulunduğunu ölçmeye yarayan bir teknikle başardılar. RNA polimeraz II enzimi, gen ekspresyonunun gerçekleşebilmesi için DNA’nın içerdiği bilgileri RNA kodlarına dönüştürür. Belirli bir kısım üzerine düşen enzim miktarının tüm kromozomlar için aynı miktarda olduğunu bulduklarında X kromozomlarına ait her gene doğru gidildikçe, X kromozomuna ait genlerin fark edilir derecede daha fazla enzim içerdikleri ortadaydı. Diğer bir deyişle bir şey daha fazla RNA polimeraz II enziminin X kromozomu genleri boyunca gitmesini sağlıyor ve bu noktadan sonra enzimler diğer kromozomların üzerinde işlevlerini yitirmeye başlıyor.

Ekip bunları MSL kompleksine müdahale ederek göstermeyi başardı. Ekip müdahaleyi yaptıktan sonra artık X kromozomu genlerinde, genomdaki diğer genlere kıyasla daha fazla RNA polimeraz enzimi bulunmuyordu. MSL olmadan, enzim ekspresyonu destekleme yeteneğini kaybetmişti.

Larschan, gen ekspresyonunun X kromozomu üzerinde genler boyunca gerçekleştiğinin keşfinin yeni bir şey olduğunu ve MSL protein kompleksinin bu gen ekspresyonunu artırdığını bulmanın da bir o kadar yeni bir şey olduğunu söylüyor.

“İnsanlar uzun zamandır düzenlemenin çoğunun genlerin başlangıçlarında gerçekleştiğini düşünüyorlardı, o yüzden şu anda genlerin geri kalanına RNA polimeraz II girişini neyin düzenlediğini düşünmeleri yeni bir adım” diyor Larschan. “Genlere RNA polimeraz II enzimi girişini arttıran şey bu işte, MSL.”

Bu MSL için küçük bir adım, fakat onu taşıyan erkekler için büyük bir sıçrayış.

Kaynak: Scientists Show How Men Amp Up Their X Chromosome http://www.sciencedaily.com/releases/2011/03/110302131842.htm