Esra Öz Esra Öz

Epigenetiğin gen kontrolünde oynadığı rol nedir?

07.12.2020 Pazartesi | 14:59

Doktora çalışmaları sırasında genlerin nasıl aktif ya da inaktif halde tutulduğu ile ilgili temel bilimsel soruların anlaşılmasına katkı sağlayan Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT)’nden Dr. Özgür Öksüz, Polycomb proteinlerinin hücre içerisindeki isleyişini, bir sonraki hücrelere nasıl aktarıldığını ve kanser hücrelerinde görülen hasarların hangi sonuçlara sebep olduğunu anlamak konusunda çalışıyor.

Dr. Öksüz, bu araştırmaların her temel bilimsel çalışmada olduğu gibi, hücrenin temel mekanizmalarını anlayarak, ilaç gelişimi için ışık tutacağını kaydetti.

Hücrenin kimliğine ve işlevine karar veren, hücrenin özelliklerini yavru hücrelere aktaran genetik faktörlerin dışındaki etkenlerin tümüne Epigenetik dendiğini söyleyen Dr. Özgür Öksüz, “Epigenetik faktörler, bu genlerin aktivasyonunu ve baskılanmasını kontrol ederek, hücrelerin kendi kimliğini korumalarını sağlar.” dedi.

Yaptığı bu çalışmaların sonuçları Cell, Molecular Cell, Science Advance’s ve Genes and Development gibi çeşitli bilimsel dergilerde yayınlanan Dr. Özgür Öksüz, epigenetiğin gen kontrolünde oynadığı rolü, Polykomb protein grubunun hücre içi önemini ve kanser oluşmasına etkisini anlattı.

Epigenetik nedir? Gen kontrolünde nasıl bir rol oynar?

Hücrenin kimliğine ve işlevine karar veren ve hücrenin özelliklerini yavru hücrelere aktaran genetik (DNA dizilimi) faktörlerin dışındaki etkenlerin tümüne Epigenetik adı verilir. Örneğin, vücudumuzdaki bütün hücreler aynı DNA dizilimine sahip, ancak organlarımız birbirinden çok farklı işlevleri olan hücre tiplerine sahip. Epigenetik faktörler hücrenin içerisinde bulunan yaklaşık 30 bin genin farklı hücrelerde seçici bir şekilde aktif olmasında rol oynar. Örneğin, karaciğer hücresinde, karaciğere özelliğini veren genlerin aktif tutulup, sinir, kas ve göz hücresi gibi vücudumuzdaki diğer hücre türlerine özel genlerin baskılanması gerekir. Epigenetik faktörler, bu genlerin aktivasyonunu ve baskılanmasını kontrol ederek, hücrelerin kendi kimliğini korumalarını sağlar.

Polykomb protein grubu nedir? Hücre için önemi nedir?

Polycomb protein grubu gen baskılanmasında görev alıyor. Bu proteinler çok hücreli canlıların gelişiminde hayati bir öneme sahiptir. Organizma gelişimi sırasında, organların ve uzuvların doğru bir şekilde oluşması için, bazı gen gruplarının doğru yerde ve zamanda aktif halde tutulup, diğer genlerin baskılanması gerekir. Polycomb proteinleri baskılama görevlerini yerine getirmediği fare deneklerinde, gelişimin embriyonik safhada durmasından dolayı, embriyoların doğumdan önce öldüğü gözlemlendi. Organizma gelişimi sırasında Polycomb proteinleri hücrenin kendine özel genler dışındaki diğer hücre türlerine özel genleri baskılar ve bu şekilde hücrenin kendi kimliğini korumasını sağlar.

RNA yapımı neden baskılanıyor?

Hücre, genler üzerindeki bilgileri işlevsel olan çeşitli proteinleri oluşturmak için kullanır. Fakat bunu direkt olarak yapamaz. RNA dediğimiz bir aracı moleküle ihtiyaç duyar. RNA molekülü DNA üzerindeki bilgiyi alıp bu bilginin protein sekline dönüştürülmesinde rol oynar. RNA yapımının baskılanması durumunda, gen üzerindeki bilgiler RNA’ya aktarılamaz ve bu bilgiye özel protein yapımı durur. Proteinler hücre içerisinde kimyasal reaksiyonlar, molekül transferi, hücre yapısını koruma gibi çeşitli fonksiyonlar üzerine özelleşmişlerdir. Her hücre türü vücut içerisinde belirli bir görevi yerine getirmek için özelleşir. Bu görevleri hücre içerisinde çeşitli proteinleri üreterek gerçekleştirir. Ancak, hücre içerisinde bir kaos meydana gelmemesi için, hücrenin o anda ihtiyacı olmayan proteinlerin baskılanması gerekir. Örneğin kas hücresinde, göze özelleşmiş olan ve ışık algılayan proteinleri kodlayan genler olmasına rağmen, bu genlerden RNA yapımı baskılanır.

Her hücrede var mı?

Polycomb protein grubu birçok proteinden oluşur. Bu proteinler değişik kombinasyonlarda test edilen çeşitli hücre türlerinde farklı miktarlarda gözlemlenir. Ancak, en çok miktarda olduğu hücre çeşitleri kök hücreler ve bazı kanser hücreleridir.

Polycomb proteinler hasar alınca organda sorun oluyor mu?

İnsanlarda Polycomb proteinlerinin gelişimin erken safhalarında (doğum öncesi) ya da yetişkinlerde hasar görmesi durumunda ‘Weaver sendromu’ gibi çeşitli gelişimsel hastalıklara ya da kansere neden olduğu gözlemlendi. Polycomb proteinleri hücre fonksiyonu için çok önemli olduğundan, bu proteinlerin hala keşfedilmemiş birçok hastalıkta rol oynaması muhtemeldir. Bu nedenle bu proteinlerin çalışma mekanizmalarını anlamaya yönelik çalışmalar sürdürülmekte ve bu proteinleri hedefleyen ilaç üretimi konusunda aktif çalışmalar yürütülüyor.

Polycomb proteinleri sadece embriyoda mı çalışıyor?

Polycomb ile ilgili yapılan çalışmaların çoğu, embriyolarda ya da embriyolardan elde edilen kök hücrelerde yapıldı. Bu nedenle embriyolardaki fonksiyonu üzerine daha çok bilgiye sahibiz. Ancak, son zamanlarda bu proteinlerin yetişkinlerde bulunan kök hücrelerde de önemli fonksiyonları olduğu keşfedildi.

Kanser oluşmasını önleyebilir mi?

Polycomb proteinlerinin en ilginç özelliklerinden biri hücre türüne göre farklı davranışlar sergilemeleridir. Örneğin, Polycomb proteinleri T hücresi adı verilen kan hücresi kaynaklı kanserlerde tümör oluşumunu engellemesine rağmen, B hücresi adı verilen kan hücresi kaynaklı kanserlerde tümör oluşumunu arttırabiliyor. Dolayısıyla kanserin türüne göre Polycomb proteinlerinin aktivitesini arttıran veya azaltan mutasyonlar saptamak mümkün. Bu bilgiler ışığında Polycomb proteinlerinin fonksiyonunu kontrol eden ilaçlar geliştirilip bu hastalıklar üzerindeki etkileri denenebilir. Bu aşamada, Polycomb proteinlerinin fonksiyonunu engelleyen bazı ilaçlar geliştirildi ve bu ilaçlardan bazıları için klinik çalışmalar sürüyor.

Sizin çalışmanız hangi koşullarda, ne kadar sürede yapıldı? Bu çalışmanızda ne gibi bir sonuç elde ettiniz? Bu sonuç, sonrasında neleri olmasının kapısını araladı? Nerede yayınlandı?

Yaklaşık 5 sene süren doktora çalışmalarım sırasında 2 ana proje üzerinde çalıştım. Ancak, Polycomb proteinleri ile ilgili 3 ayrı projeye de katkı sağladım. Bu çalışmalar genel olarak, Polycomb proteinlerinin hücre içerisindeki isleyişini, bir sonraki hücrelere nasıl aktarıldığını ve kanser hücrelerinde görülen hasarların hangi sonuçlara sebep olduğunu anlamak konusunda katkı sağladı.

Bu projelerin sonuçları şu şekilde özetlenebilir: Fonksiyonel DNA diziliminden oluşan genler hücre içerisinde histon adı verdiğimiz proteinlere sarılı bir şekilde bulunuyorlar. Bu histon proteinleri de çeşitli kimyasal işaretlerle işaretleniyor. Aktif ve baskılanan genlerin üzerinde farklı kimyasal işaretler bulunuyor. Çalışmalarımız sırasında, Polycomb proteinleri baskılanan genlerin üzerindeki kimyasal işaretleri tanıyarak genin üzerine yayıldığını gösterdik. Bu şekilde genlerin baskılanmasının sürdürüldüğünü ve hücre bölünmesinden sonra yavru hücrelere aktarılmasının sağlandığını gözlemledik. Polycomb proteinleriyle işbirliği yapan yardımcı proteinler de keşfettik. Bu yardımcı proteinlerin bazıları genlerin üzerindeki özel DNA dizilimlerine bağlandığını ve Polycomb proteinlerini bu noktalara çekerek genlerin üzerinde yayıldıklarını gözlemledik. Ayrıca, Polycomb proteinlerin aksine genlerin aktivasyonunda rol alan LEDGF/HDGF2 adı verilen proteinler üzerine çalışmalar yaptık. Bu proteinler aktif genlerin üzerinde bulunan kimyasal işaretlere bağlanıyorlar. Bu proteinlerin DNA üzerindeki bilgiyi RNA molekülüne çeviren enzim olarak bilinen RNA Polymerase 2’ye yardım ettiğini ve RNA yapımını arttırdıklarını keşfettik.

Son olarak, baskılayıcı rolü olan Polycomb proteinleri ile aktivasyonda rol oynayan LEDGF/HDGF2 proteinleri arasındaki dengenin bazı kanser hücrelerinde bozulduğunu gözlemledik.

Bu çalışmalar genlerin nasıl aktif ya da inaktif halde tutulduğu ile ilgili temel bilimsel soruların anlaşılmasına katkı sağladı. Ancak, her temel bilimsel çalışmada olduğu gibi, hücrenin temel mekanizmalarını anlamak, ilaç gelişimi için ışık tutacak. Bu makalelerden elde edilen sonuçları literatürdeki diğer sonuçlarla birleştirerek Polycomb proteinlerinin çalışma mekanizmasını değerlendiren ve bu mekanizmaların hastalıklarda nasıl kullanılabileceği ilgili görüşler ortaya koyan bir derleme (review) makalesi yayınladık.

Bu çalışmaların sonuçları ‘Cell’, ‘Molecular Cell’, ‘Science Advance’s ve ‘Genes and Development’ gibi çeşitli bilimsel dergilerde yayınlandı.

 

 

Diğer Yazıları

"Türkiye’de 5 milyon civarında bireyin herhangi bir nadir hastalığı olduğu tahmin ediliyor"

Dünyada yaklaşık 350 milyon bireyin, Türkiye’de ise 5 milyon civarında bireyin herhangi bir nadir hastalığı olduğu tahmin ediliyor. Türkiye’de 2 bin kişide 1 kişiyi etkileyen hastalıklar nadir hastalık olarak kabul edilirken, bu hastalıkların sadece yüzde 5’inin tedavisi bulunuyor.

Devamını Oku 25.02.2021

Covid-19 aşıları ile ilgili merak ettiğiniz sorular yanıt buluyor

“Faz 3 aşamasını tamamlamış ve kullanımına izin verilen aşıların hepsi güvenlidir ve yeterli koruyuculuğu sağlayacağı da ön görülüyor” diyen Türk İmmünoloji Derneği Başkanı Prof. Dr. Haluk Barbaros Oral, “En iyi aşı ulaşılabilen aşıdır. Hangi tip aşı olursa olsun etkinliğini kaybetmeden yaygın olarak kullanımının sağlanması salgının kontrolü için kaçınılmaz.” dedi.

Devamını Oku 15.12.2020

Avrupa’dan iki doktora öğrencisi Türkiye’deki gençlere bilimi sevdirebilmek için “Gelecek Bilimde” diyor

Hollanda ve Polonya’dan Türkiye’ye bilimi sevdirmek için farklı liselerden öğrencilerden oluşan ekipleriyle Mühendis Burak Çankaya ve Psikolog Cevdet Acarsoy, her gün yeni bir şeyler deniyorlar. Avrupa’dan iki bilim meraklısının bilim yayıncılığı ile ilgili serüveni konuştuk.

Devamını Oku 06.12.2020
{$ item.Title $}
{$ item.Title $} © {$ item.Files[0].Sources[0] $}
{$ item.DailyVideosDetails.Section_Title $}
{$ item.Title $}
{$ item.DailyVideosDetails.Section_Title $}
{$ item.Title $}
{$ item.DailyVideosDetails.Section_Title $}
{$ item.Title $}
{$ photo.Metadata.Title $}
{$ item.DailyVideosDetails.Section_Title $}
LG
MD
SM
XS