Hilal Yıldırım
Giriş
DNA dizisinde değişiklik yapmadan ortaya çıkan özelliklerin kalıtımı üzerinde incelemeler yapan epigenetik alanındaki güncel gelişmeler, memelilerdeki kronolojik yaşın, bir bireyin hayatı süresince biriken epigenetik değişikliklerle ilişkili olduğunu gün yüzüne çıkardı.
İnsanlarda gerçekleştirilen bu gözlem, günümüzde yaşlanmanın biyobelirteçleri olarak adlandırılan ve yaygın şekilde kullanımı olan epigenetik saatlerin geliştirilmesinin önünü açmıştır. Bu saatler, doğumdan ölüme kadar olan süreçte doğru şekilde çalışsa da, meydana gelen her yeni nesilde yeniden sıfıra ayarlanır.
Georgia Üniversitesi, GEOMAR Helmholtz Okyanus Araştırmaları Merkezi ve Münih Teknik Üniversitesi tarafından ortaklaşa yönetilen uluslararası bir ekip, epigenetik saatlerin sadece bitkilerde var olmadığını ifade etti. Ayrıca, bu saatlerin nesiller devam ettikçe doğru bir şekilde çalışmayı sürdürdüğünü gösterdiler. Science dergisinde yayınlanan yeni bir çalışmada ifade edildiği üzere ekip, bu saatin geleneksel DNA mutasyonuna dayalı saatlerde elde edilmesi güç bir doğrulukla, on yıllardan yüz yıllara kadar sürecek bir çözünürlükle zaman hakkında nasıl bilgi vereceğini ortaya koydular.
Yapılan araştırma, istilacı türlerin ortama giriş zamanlaması ve modern sanayileşmenin oluşmaya başlamasından bu zamana dek, insan faaliyetlerinin ardından ortaya çıkan sonuçlar gibi çözülmesinde güçlükle karşılaşılan mikroevrimsel sorularla ilgili yol gösterici oluyor.
Münih Teknik Üniversitesi’nde bitki epigenomiği üzerinde araştırmalar yapan ve bu çalışmanın da ortak yazarı olan profesör Frank Johannes, “Bitkilerde epigenetik bir saatin varlığına dair elde ettiğimiz ilk ipucu, epigenetik sürecin altında yatan DNA dizisinde kimyasal bir modifikasyon olan DNA metilasyonunun, 300 yıldır yaşayan bir kavak ağacının çok sayıdaki dalında nasıl değişiklikler gösterdiğini araştırdığımızda ortaya çıktı.” ifadesini kullandı. Ayrıca, sözlerine şu şekilde devam etti:
“DNA metilasyon verilerini, dalların yaşını ortaya çıkaran ağaç halkalarını sayabilmek için, dal çapı ve karot verileriyle bir araya getirdik. Bir daldan karot alamadık. Buna karşılık, sadece DNA metilasyon verilerinden faydalanarak, yaşının tahminini doğru bir şekilde yaptık. Bu durum, bitkilerde epigenetik bir saatin var olduğuna dair ilk ipuçlarını elde etmemizin önünü açtı.”
Ekibin yaptığı araştırma, epigenetik saatlerin, hardal familyasından küçük bir bitki olan, ayrıca kendi kendini dölleyen Arabidopsis thaliana‘da ve bitki üremesindeki iki ana durumu temsil eden klonal deniz çayırı Zostera marina‘da tür içi filogenetik veya evrimsel ağaçların farklılaşma zamanların tekrarlanabilirliğini deneysel olarak gösterdiğini ortaya koydu.
UGA Vakfı Bitki Bilimleri Profesörü, Lars G. Ljungdahl Genetik Bölümü Seçkin Araştırmacısı ve çalışmanın ortak yazarlarından Robert Schmitz, “Bilinen soyağaçlarına sahip, Arabidopsis thaliana’nın çeşitli deneysel evrim popülasyonlarının kullanılmasıyla, bir bitki epigenetik saatinin var olduğuna dair bildiklerimizi daha da güçlendirdik.” ifadelerini kullandı.
Bu bitkiler, farklı ortamlara tabii tutulan yabani tiplerden veya farklı coğrafi kökenlerden elde edilen doğal suşlardan 32 nesle kadar tek tohum soyundan üretildi.
Çalışmanın başyazarlarından, Münih Teknik Üniversitesi’nde doktora öğrencisi olan Zhilin Zhang ve UGA Franklin Sanat ve Bilim Koleji genetik bölümünde doktora öğrencisi olan Nan Yao, “Bu bitki popülasyonlarından yüzlerce bireyin DNA metilasyon verilerinin kullanılmasıyla, ‘saat benzeri’ ve soy ağacının zamanı hakkında doğru bir şekilde tahmin yürüten bir epimutasyon alt kümesi olduğu sonucunu elde ettik.” ifadelerini kullandılar.
Nan Yao, “Bu epigenetik saatin, aynı bireylerin DNA mutasyonlarını kullanarak veri elde eden bir moleküler saate kıyasla, yaklaşık 140 yaşında olan ve yakın zamanda farklılaşmış bir Kuzey Amerika Arabidopsis thaliana popülasyonunun tarihlendirilmesinde daha doğru sonuç verdiğini ortaya koyduk.” dedi.
GEOMAR Helmholtz Okyanus Araştırmaları Merkezi evrimsel deniz ekolojisi başkanı Thorsten Reusch, “Bu yeni moleküler saat, uzun zamandır gizemini çözemediğimiz bir bilmeceyi çözmemize yardım edecek.” ifadelerini kullandı ve devam etti:” Yani, eğrelti otu, kamış veya deniz çayırlarının klonlarının gerçekte kaç yaşında olduklarına dair gizemler…”
Bu çalışma, “Bitkilerde evrimsel bir epigenetik saat” başlığıyla, 29 Eylül’de yayınlandı.
Kaynak: https://phys.org/news/2023-09-evolution-fast-ticking-epigenetic-clock.html
Görsel Kaynak: https://www.molekulce.com/arabidopsis-thaliana-nedir/
http://tcf.bh.cornell.edu/imgs/jdelaet/re/Brassicaceae_Arabidopsis_thaliana_42735.html
Editör: Emine Öykü GÜNER