Araştırma, Proteinlerin Sosyal Ağına Dalıyor

Giriş

Stanley Milgram’ın ezber bozan “Altı Derece Ayırma” deneyi 1960’lı yıllarda insanlar arasındaki yakın bağlantıları ortaya çıkardı. Günümüzde, başında Profesör Matthias Mann’ın bulunduğu Max Planck Biyokimya Enstitüsü’nden (MPI) araştırma ekibi, hücrelerimizde bulunan proteinlerin iyi şekilde bağlantılı olduğu sonucuna vardı.

Nature dergisinde yayınlanan araştırmada elde edilen bulgular, protein araştırmaları için önemli bir adımdır. Aynı zamanda, bir organizmanın protein-protein etkileşimini kapsamlı bir şekilde gözler önüne sermektedir.

Milgram’ın 1960’lardaki deneyi, insanların birbirini altı kişisel bağlantı yoluyla tanıdığını açıkladı. Sosyal medya platformlarında yapılan güncel analizler, birbirimizle aramızda ortalama olarak dört buçuk “el sıkışma” ile tahmin edilenden daha yakın bağlantılı olduğumuzu gösterdi.

Hücrelerimizdeki her proteinin, bizler gibi bir sosyal ağ oluşturduğunu düşünün. Tıpkı toplumdaki bireyler gibi proteinlerin de birbirleri arasında kurduğu bu bağlar onlar için ciddi öneme sahip. Bu etkileşimler, proteinlerin fonksiyon ve görevlerini de düzenliyor. Bu sebeple, sağlığımız için de etkileri büyük önem taşıyor.

Günümüze kadar, bu etkileşimleri araştırmak isteyen bilim insanlarının ellerinde yetersiz yöntemler vardı. Bu durumdan ötürü, proteinlerin arasındaki etkileşimleri gözlemlemek ve analiz etmek neredeyse imkansızdı.

Balıkçı Metodu

MPI Biyokimya Ekibi, bu protein ağını araştırmak için bireysel protein düğümlerini ayrıştıran ve diğer düğümlerle nasıl ve ne şekilde etkileştiğini gösteren yeni bir metot kullandı. AP-MS olarak isimlendirilen bu metot, kütle spektrometrisini afinite saflaştırması ile birleştirir. Bu metotta, hedef protein diğer proteinlerin arasından ayrıştırılır.

Hedef proteinin etkileştiği proteinlere olan afinitesi onların da dışarı çekilmesine neden olur. Sonrasında, kütle spektrometresi hangi proteinlerin dahil olduğunu ölçer. Bu yöntemle, bu proteinlerin hedef protein ile etkileşim kurduğu anlaşılabilir.

Bir balıkçının yaptığı şekilde, araştırmacılar hedef proteini (yem), floresan bir protein (olta) ile etiketler. Bu da balıkçı olarak imgelenen antikorlar tarafından proteomdan (deniz) çekilir ve diğer proteinleri (balık) kendisiyle birlikte sürükler.

Minimum Girdi, Maksimum Çıktı

Araştırmacılar, öncesinde 4 litre olan hücre materyalini yalnızca 1,5 litreye indirebildiler. Hücre kültüründe canlı hücrelerin büyümesi uzun sürdüğünden, bu yeni çalışma, hücrelerdeki protein etkileşimlerinin daha hızlı ve kesin bir şekilde gözlemlenmesini sağlıyor. Yeni çalışma böylelikle daha detaylı analizlere ve daha az hücre girdisine olanak tanıyor. Bunun sonucunda, daha kısa sürede protein haritasını sonuçlandırmamıza yardımcı oluyor.

Araştırma, mayanın insan hücresiyle karşılaştırılabilirliği sebebiyle iyi bir model organizma olduğunu vurguluyor. Mayalar, en basit yaşam formlarından biri olmalarına rağmen hücresel fonksiyonları bakımından bizimle benzerlik gösteriyorlar. Mayaların moleküler etkileşimleri incelendiğinde, proteinlerin önemli bir çoğunluğunun yakın ilişkili olduğunu, her bir proteinin yaklaşık olarak 16 etkileşim kurduğunu ve aralarında sadece dört “el sıkışma” kaldığını anlıyoruz. Bütün bunlar incelendiğinde, proteinlerin tıpkı bizler gibi bir sosyal ağı olduğunu görüyoruz.

Sağlıkta Ve Hastalıkta

Araştırmanın baş yazarı André Michaelis, “Hasta hücrelerde sorunun sebebini bulmak ve hücrede nelerin düzgün çalışmadığını anlamak adına, sağlıklı hücrelerdeki protein-protein etkileşimlerini anlamak ciddi bir öneme sahiptir. Araştırmamızda, insan hücrelerindeki proteinler arasında olan, aynı zamanda kanser veya Huntington hastalığı ile ilgilisi bulunan pek çok bağlantı keşfettik.” ifadelerini kullandı.

Sağlığımız için ciddi öneme sahip olan proteinlerin etkileşimi hakkında yürütülen bu çalışmalar, yeni tedavi yaklaşımlarına da ışık tutabilir. Bu durum, her bir insandaki hastalığın kök sebebine göre kişiselleştirilmiş bir yaklaşım sunacaktır.

Matthias Mann, “Araştırmamızda elde ettiğimiz sonuçlar bizlere hücrelerimizdeki protein-protein etkileşimlerine yönelik yeni bir bakış açısı kazandırdı. Bulduğumuz bağlantıların ileride hatalı protein etkileşimleri sonucu oluşan hastalıkların tedavi edilmesinde ciddi öneme sahip olacağını düşünüyorum. Detaylı sonuçlara ev sahipliği yapan heyecan verici bir proje.” diyerek sözlerini tamamladı.

Kaynak: https://phys.org/news/2023-11-social-network-proteins.html

Görsel Kaynak: https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2023/the-social-network-of.jpg

Editör: Yasemin CANKAT