Doku Oluşmasında DNA Sıkışmasının Önemi

Giriş

IRB Barcelona Kök Hücre ve Kanser laboratuvarı sorumlusu Dr. Salvador Aznar-Benitah öncülüğündeki bilim insanları, heterokromatin (DNA‘nın aktif olarak protein üretmeyen parçası) yetersiz düzenlendiğinde meme bezlerinin oluşumu esnasında ki değişikliği ortaya çıkardılar. Cell Stem Cell dergisinde yayınlanan sonuçlar, hatalı DNA paketlenmesinin retrotranspozonları daha erişilebilir kıldığını gösterdi.

Bu parçalar daha erişilebilir olduğunda, hücre mekanizmaları tarafından okunabilir ve kopyalanabilir hale geliyorlar. Hücre, bu viral parçaların varlığında enfeksiyona karşı verilen bir tepki gibi karşılık verir ve piroptoz denilen hücresel program tarafından bağışıklık yanıtı tetikler. Sonuç olarak, farklı hücreler arasındaki bağlantıların meme içerisinde değişmesinden dolayı, memenin ilk işlevlerinden olan süt üretiminde başarısızlar olur.

IRB Barselona da ICREA araştırmacı Dr. Aznar-Benitah, “Üçlü-negatif meme kanseri gibi bir çok kanserde, beklenmedik şekilde katlanmamış genom bölgeleri gözlemledik ve etkilerini anlamaya ihtiyacımız var. İnflamatuvar yanıt ve ortaya çıkan değişiklikler bu hücrelerin diğer organlarda kolonize olma yeteneğinde önemli bir rol oynayabilir ve metastaz olarak bilinen şeye sebep olabilir.” dedi.

DNA Katlanmasının Önemi

Hücrelerimizde DNA’nın ana işlevi, hücresel işlevleri denetleyen protein üretiminden sorumlu olmaktır. Bununla birlikte, DNA’nın bazı bölümleri sıkı bir şekilde yoğunlaşmıştır ve bu nedenle hücresel işlevleri denetleme görevinde kullanılamamaktadır. Bilimsel topluluklar tarafından yayınlanan bu ve diğer çalışmalar, kromatin yoğunlaşmasının doğru şekilde düzenlenmesinin doğru doku gelişiminde de anahtar rol oynadığını rapor ettiler.

Hayvanların kodlanmayan DNA’ları genoma çok uzun zaman önce yerleşmiş atasal virüsler olarak bilinen transposable element içerir. Bu elementler hücresel makine tarafından okunursa ve kopyalanırsa hücre için yıkıcı olabilir. Ayrıca, hücre kendisini korumak için evrilmiştir. Sağlıklı hücrelerde retroviral kopyalamayı engelleyen mekanizmalardan biri de kromatin sıkıştırmasıdır. Dr. Aznar-Benitah ve iş arkadaşları son çalışmalarında, bu sıkıştırılmayı bozmak ve atasal virüsleri serbest bırakmamanın sadece bireysel hücre için yıkıcı olmayacağını, yankılarının doku hatta organ fonksiyonları için bile yıkıcı olabileceğini gösterdiler.

Araştırmayı Klinik Denemelere Yaklaştırmak

Makalenin ilk yazarı ve IRB Barcelona mezunu Dr. Alexandra Avgustinova, Recerca Sant Joan Deu Araştırma Enstitüsü (IRSD), Pediatrik Kanser bölümünde kendi laboratuvarını kurdu. Onun ekibi, pediatrik kanser başlangıcında genom düzenlemesini ele alıyor ve bu konu içerisinde, pediatrik kanserlerin imminoterapiye duyarlı olmasında retrotransposonlar gibi transposable elementlerin etkileri üzerine çalışmalar yürütecekler.

Dr. Avgustinova, ”IRB Barcelona’da geçen yıllarımda çok şey öğrendim ve gelecekte birlikte çalışmayı isteyeceğim önemli bilim insanları ile tanıştım. Salva ile çalışmak beni “büyük düşünmeye” itti ve ilgimi çeken, iş kendi grubunu yönetmeye gelince çok önem kazanacak olan soruların peşinden gitmeyi öğretti.” diye sözlerini tamamlıyor.

Geliştirilen Teknikler ve Gelecekteki Çalışma Alanları

Bu araştırmaları yürütmek adına, IRB Barcelona’nın Kök Hücre ve Kanser Laboratuvarındaki bilim insanları çok karmaşık bir deney modeli geliştirdiler: Hücre içerisinde kopyalanan transposible elementleri tanımlama yeteneğine sahip hesaplama araçları ile kromatin yoğunluğunu bozmanın işlevsel sonuçlarını değerlendirebilecekleri fare modelini beraber kullandılar.

Bu çalışma, kromatin yoğunluğunu bozmanın etkilenen hücrelerin ötesinde yankılarının olabileceğini ve kromatin yoğunluğu değiştirilen tümörlerin metastatik süreçleri hakkında araştırmalar yapmanın yolunu açıyor ve böylece transposable elementlerin düzeninin bozulmasına yol açıyor.

Kaynak: https://phys.org/news/2021-05-importance-dna-compaction-tissue-formation.html

Görsel Kaynak: https://www.sciencemediacentre.co.nz/wp-content/upload/2019/10/DNA-helix-for-concept-926251402_1326x795.jpeg

Editör: Züleyha Demirci