Harvard Tıp Fakültesi biliminsanları tarafından yürütülen ve sonuçları Nature’da yayımlanan uluslararası çalışma, hiçbir tekil genin yaklaşık 50.000 yıl önce meydana gelmiş olan insan gelişimindeki önemli kültürel ve bilişsel gelişmeyi açıklayamadığını ileri sürüyor.
Çalışma, 2001’de yayımlanan “kanonik” insan genomu dizisine yaklaşık 6 milyon DNA baz çifti ekleyerek, incelenen popülasyonlardan elde edilen yüksek kaliteli genomik sekansların en büyük verisini sundu.
Veriler önceden bilinmeyen bir popülasyona özgü mutasyonların milyonlarcasını tanımlıyor. Bu veriler biliminsanlarına hassas hedefli tanı testleri geliştirmede yardım edebilecek ve dünyanın yeterli hizmet alamayan popülasyonlarının sağlığını geliştirmek için kendi tedavi arayışlarını sağlayabilecek.
Bugüne kadar genom popülasyonu dizileme çalışmaları daha çok büyük bir nüfusun bir avuç kadarına odaklanmıştı. Harvard Tıp Okulu’nun yönettiği çalışma, daha önce incelenmiş olanların çoğuyla, 142 küçük popülasyondan elde edilen örneklerin dizilerini kıyaslıyor.
Çalışmanın başyazarı ve Harvard Tıp Okulu’nda genetik profesörü olan David Reich “İnsanlar olarak sadece sanayileşmiş ülkelerde ve sadece sayıca geniş gruplarda da yaşamıyoruz” diyor. “Gerçekte ne olduğumuzu anlamak istiyorsak, sadece az temsil edilen, küçük popülasyonlarda gözlemlenen insan varvasyonunun ilginç yönlerinden bazılarını da dikkate almak zorundayız.” Çalışmanın önde gelen yazarlarından ve Reich Laboratuvarı’nda Biyoinformatik Sistemleri Müdürü olan Swapan Mallick “Dünyanın her yerine gitmeyi ve yapabildiğimiz kadarıyla etnik, dilsel ve antropolojik çeşitli örneklerinin çoğuyla işbirliği içerisinde çalışmayı istedik” diyor.
Ekibin analizleri şimdiden çeşitli toplumların genetik kökenleri konusundaki soruları yanıtlamaya başladı; fakat araştırmacılar bu verilerin uzun bir yolculuğun sadece bir kilometre taşı olduğunu belirtiyor. Mallick, “Dünyada elbetteki etnik açıdan farklı binlerce popülasyon bulunmaktadır ve pek çok çalışmanın yapılmasına ihtiyaç vardır” diyor.
Tarihin aydınlatılması
Reich, Mallick ve uluslararası ekiplerindeki çalışma arkadaşları İnsan Genomu Çeşitlilik Projesi (Human Genome Diversity Project) olarak adlandırılan bir koleksiyonda sunulan 51 popülasyonun her birinden iki genom seçerek çalışmaya başladı. Daha sonra, geniş çaplı genom çalışmalarında daha önce yer almayan çeşitli Kızılderili, Güney Asya ve Afrika popülasyonlarını içeren 91 grubun üyelerinden örnekler topladılar ve dizilenmesi için DNA gönderdiler. Toplamda proje 300 kişinin genomlarını analiz etti.
Elde edilen anahtar sonuç, -Afrika’nın dışına göç etmiş bir tek popülasyondan türeyen Afrikalı olmayan modern insan atalarının büyük çoğunluğu-, Nature’da eşzamanlı olarak yer alan iki tam genom dizileme çalışmaları tarafından da desteklenmektedir. Estonyalı bir grup tarafından yönetilen bir çalışma 379 kişiye ait tüm genom dizilerine odaklandı; Danimarkalı bir grup tarafından yönetilen diğer çalışmalar 108 Avustralyalı ve Yeni Gineliyi analiz etti.
Üç çalışma, Afrika’dan erken ayrılan ve Hint Okyanusu kıyılarına ulaşan ikinci bir grubun büyük ölçüde yerleştikleri Avustralya, Yeni Gine ve Andaman Adaları’nın yerli ve yerli olmayan halkları hakkındaki geriye kalan sorulara yöneldiler. Harvard Tıp Okulu araştırmacıları incelenen örneklerin söz konusu popülasyona ait olmadıklarını söylüyorlar.
Howard Hughes Tıp Enstitüsü araştırmacısı ve Broad Enstitüsü üyesi Reich “Erken göç eden popülasyonun soy oranı için en iyi tahminimiz sıfır” diyor. “Birlikte ele alındıklarında her üç çalışmada en fazla yüzde 2’lik bir oynama var.”
Harvard Tıp Okulu’nun yönettiği çalışma ayrıca, Afrika dışına yayılım olmadan en az 200.000 yıl önce modern insan atalarının birbirlerinden ayrılmaya başladığını ortaya çıkardı.
Mallick, “Afrika içindeki nüfusun büyük bir alt kümesinin, Afrika dışına yayılmış olan grupla temsil edilip edilmediği belirsizdir” diyor. “Bu gerçekten, genişlemenin öncesinde altyapının çok olduğunu gösteriyor.”
Genetiğin tek başına son 50.000 yıldaki kültürel, ekonomik ve entelektüel gelişmenin hızlanmasını hesaplayamayacağı ek keşfi, alandaki popüler hipoteze ters düşüyor. Reich “Atalarımız arasında aniden beliren ve onların derin bir şekilde farklı düşünmelerine izin veren bir veya birkaç mutasyon oluşumu gözlemlenmemektedir” diyor.
Bunun yerine, araştırmacılar meydana gelen ani değişimlerin hızlanmasında çevre, yaşam tarzı ve olasılıkla genlerin de dahil olduğu bir faktörler kümesinin etkili olduğunu söylüyorlar.
Reich “Genetikçiler, sık sık genetik açıklamanın bulunduğu örnekler aramaktadır. Bu noktada paradoksal olarak genetik veriler, net genetik cevapların olmayacağını göstermektedir” diyor.
Engelleri aşmak
Mallick ve çalışma arkadaşları, büyük miktarda veriyi işleyerek ve paylaşarak karşılaştıkları önemli lojistik engellerin üstesinden geldiler. Bu çaptaki çalışmalarda veriler sık sık, farklı sıralama makinelerini ve farklı deneysel protokolleri kullanan birçok laboratuvarda bir araya getirilir. Bu da, örnekler arasındaki gerçek farklılıkları ayırt etmeyi zorlaştıran sözde yığın etkileri oluşturabilir. Şimdiki çalışma, bütün örnekleri aynı zamanda dizilemesi için tek bir merkeze yollayarak yığın etkilerini küçültecektir.
Ekip, 2014’te mevcut olan veri kümesinin çoğunu kamuoyuyla paylaştı; pek çok araştırma grubu da zaten onların çalışmasını kullanmaktadır. Yazarlar şimdiye kadar bildirilen bulguların, buzdağının sadece görünen yüzü olduğunu söylüyor.
Mallick “Sunulan verilerin küçük bir kısmını analiz etmek bile bizim grubumuz için imkânsız” diyor. “Amacımız dışarıya veri göndermek ve insanların kendi soruları üzerinde düşünmeleri için bu verileri kullanmalarını sağlamaktır.”
Fotoaltı: Önceleri bilinmeyen DNA varyantlarının konumlarını gösteren bir harita. Kırmızı renk yüksek sayıdaki keşifleri, siyah az sayıdaki keşifleri göstermektedir. © Harvard Tıp Okulu
