Fare deneyleri, hücre içi ufacık bir kesenin, babanızın hayatında geçirdiği zor zamanları sperm yoluyla miras olarak size aktarabileceğini gösterdi.
Aşırı strese giren ve travmaya uğramış babalar çocuklarına “yara izleri” bırakıyor olabilir. Yeni bir araştırmaya göre bu, spermin, babaya ait deneyimleri gizemini hâlâ koruyan bir yolaktan hücrelerarası bağlantı ile alt kuşaklara iletmesi ile mümkün olabiliyor. Bu bağlantıyı da vezikül adı verilen (maddeleri depolayan veya taşıyan kapalı zardan oluşan, görece küçük hücre içi bir kese) ufacık kesecikler, bir hücreden kopardığı materyali bir diğerine ekleyerek yapıyor.
Taşıyıcı proteinler, lipidler ve nükleik asitler aynı posta sistemi gibi hücreden salınarak tüm vücuda yayılır ve bu arada “hücre dışı veziküller” olarak bilinen küçük paketler salarlar. İçerikleri dikkatlice seçilmiş gibidir. Kargo, sadece nereden geldiğini değil nereye gideceğini ve hatta gittiğinde ne yapacağını biliyor olur. Maryland Üniversitesi Tıp Fakültesi’nde çalışmayı yürüten nörobiyolog Tracy Bale’in ve arkadaşlarının San Diego’da her yıl yapılan Nörobilim toplantısında ilk kez açıkladıkları çalışmalarında; hücre dışı veziküllerin beyin döngüsünü nasıl düzenlediği ve nörodejeneratif hastalıkların tedavisinde bunun nasıl bir fayda sağlayabileceğini gösterdiler. Buna ek olarak kalıtım kaynaklı beyin sağlığı bozukluklarının sperm değişimiyle nasıl yönlendirilebileceği de belirtildi.
Savaş tahribatının ve bereketsiz zamanların insanoğlunu kuşaklar boyu etkilediği, özellikle Avrupa’da, bir yüzyıl önceden beri çarpıcı kanıtlarla gözlenmişti. Bu beklenmedik insan deneyimleri, kıtlık vs bir sonraki kuşağı etkileyerek bazı sağlık değişimlerini tetiklemiş gibi görünüyor. Özellikle yüksek kolesterol, obezite ve şeker hastalığı bunlar arasında önde gelenler. Bu kalıtsal aktarımı hücresel düzeyde incelemek için Bale ve arkadaşları bir dizi fare deneyi planladılar.
Fareleri strese sokmak kolaydı. Dolambaçlı yollarla, kurtulamayacakları bir mekâna koymak, uyudukları yerin ıslak olması veya beyaz gürültü (ses), onların tıpkı sürekli ekonomik sıkıntılar içinde olan ya da işyerinde sürekli baskı altında kalan insanlarda olduğu gibi stres hormonu düzeylerinin fırlaması için yeterlidir. Şaşırtıcı şekilde bu stres yanıtı yolağı, döllenmeden önce erkek farenin bir süre stres altında kaldığı dönemlerden sonra doğan yavrularda dikkat çekecek ölçüde farklıydı. Her nasılsa, bu yavruların beyinleri, babaları stres altında kalmamış olanlardan farklı biçimde gelişiyordu.
Babanın stresi rahme nasıl ulaşıyor?
Burada büyük soru, babaya dair çevresel bilginin rahme ilk etapta nasıl ulaştığıydı. Neticede baba bu ortamda bir gece ya da sadece birkaç saat kalıyordu. Sperm bu anlamda geçmiş travmaları taşıyor olabilir miydi? Bu fikir epeyce tartışmaya açıktır. Zira sperm hücresinin içindeki DNA sıkıca paketlenmiş haldedir. Bunu değiştirmek, dış çevreden gerçekten şaşırtıcı ya da ürkütücü bir deneyime verilen yanıtla belki mümkün olabilir.
Daha ziyade, çevresel değişikliklere tepki gösteren başka bir hücrenin DNA’sı döllenme sırasında sperm hücresine bu bilgiyi iletiyor olabilir. Bu yüzden ekip, çalışmasını, sperm hücresinin gelişim ve olgunlaşması sırasında salgılanan ve sperm gelişimiyle bir şekilde etkileşmekte olan bir grup hücre ve bunlardan salgılanan moleküller üzerinde yoğunlaştırdı. Bu hücreler ayrıca hücre dışı veziküller de salgılıyorlardı ki ekip, babanın geçmiş stresine dair anılarının bu veziküllerin içerikleri ile sperm hücresine eklendiğini gösterdi.
Deneyin bir bölümünde stres altında kalmış erkek farelerin çiftleşmesine izin verildi ve yavrulardaki yanıt izlendi. Diğer tarafta strese maruz kalmamış erkek farelerin spermleri alınarak in vitro (dış ortam) ortamda döllenme sağlandı. Bu spermlerin yarısı yoğun stres hormonu bombardımanına tutulurken diğer yarısı stres hormonuyla karşılaştırılmadı. Ekip, her bir diziden eşit oranda spermi stres altında olmayan dişi yumurtalarına enjekte etti ve zigotların hepsini aynı taşıyıcı anneye yerleştirdi. Stressiz zigotların gelişimi normaldi. Strese maruz bırakılan zigotlar ise aynen döllenmeden önce stres altında kalmış olan babanın yavrularında görülen düzeyde stres yanıtı oluşturdular. Bu sonuca göre, hücre dışı vezikülleri, babasal stresin kuşaklar boyu aktarılmasını sağlayan yolun taşıyıcısı olarak da tanımlamak uygun olabilecektir.
Sonuçları insan organizmasında izlersek…
Çalışmaya dahil olmayan yine San Diego Kaliforniya Üniversitesi’nden nörobilimci Robert Rissman’a göre, bu bulgular, askerlik veya diğer sürekli stres barındıran iş koşulları düşünüldüğünde çok özgün ve epey etkili sonuçlar doğuracak gibi duruyor. Bu da belki stres faktörlerinin başlıcalarının neler olduğunu ve bunları nasıl değiştirebileceğimiz yönünde çalışmamızı sağlayacaktır.
Öncelikle elbette bu sonuçları insan organizmasında da izlememiz gerekiyor. Ekip bu nedenle Pensilvanya Üniversitesi’nde psikiyatr Neill Epperson ile insan sperm örneklerinde protein ve RNA değişikliklerinin izlerini sürmek üzere birlikte çalışıyor. Nörobilim toplantısında ekip, 20 okuyan ve 20 mezun olmuş öğrenci üzerinde 6 ay boyunca yaptıkları bir çalışmayı sundu. Her ay her bir katılımcı sperm örneği verdi. Her biri ayrıca o hafta boyunca yaşadığı stres deneyimlerini de aktardı. Öncelikli veriler, strese maruz kalanlarda sperm değişikliğini kısa sürede gösteriyordu. Bu değişiklik “kodlamayan RNA” olarak bilinen (proteine çevirisi yapılmayan işlevsel bir RNA molekülüdür. İngilizce literatürde non-coding RNA’nın kısaltması olan ncRNA olarak anılırlar, daha az sıklıkla kullanılan diğer adları non-protein-coding RNA, non-messenger RNA, small non-messenger RNA) yapıda meydana gelmişti.
Bu sağlıklı genç gruptaki analizler, ilerde basit stresler altında, örneğin final sınavlarından sonraki döneme denk gelecek şekilde genişletilecek. Bale ve ekibi bu hafif stres dalgalanmalarıyla büyük stres kaynaklarını (post travmatik stres bozukluğu, nörolojik hastalıklar, otizm, şizofreni gibi) karşılaştırıp sonuçlar çıkartılabileceğini belirtiyorlar.
Hücre dışı veziküllerin taşıdığı moleküler işaretler tam olarak yorumlandığında belki kalıtsal yolla aktarılan kronik hastalıkların önceden bilinip önlem alınması mümkün olabilecek. Bu olursa, veziküller bir çeşit “stres testi” olarak kullanılabilecek.
Kaynak
1) https://www.scientificamerican.com/article/how-dads-stresses-get-passed-along-to-offspring/
