BScs. Habibe GÖREN Giriş
Cambridge Üniversitesi tarafından 350.000 kişi üzerinde yürütülen bir çalışma, hücrelerimize enerji sağlayan “piller” olarak tanımlanan mitokondrilerimizin Tip 2 diyabet ve multiple skleroz gibi bir çok yaygın hastalıkta beklenmedik rol oynadığını gösteriyor.
Mayıs ayında Nature Genetics’ te yayınlanan çalışma, mitokondri DNA’sında meydana gelen genetik varyasyonların bu hastalıkları geliştirmedeki rolünün yanı sıra, boy ve yaşam süresi gibi özelliklere de etki ettiği sonucuna vardı. Yapılan araştırmalar, Mitokondriyal DNA’daki bazı değişimlerin, Galler veya Northumbrian-Bugünkü Kuzey İngiltere ve Güney İskoçya topraklarında hüküm sürmüş medeniyet- genetik soyundan gelen İskoç insanlarında daha yaygın olduğuna dair kanıtlar ortaya koydu. Bu durum, Mitokondriyal DNA’sı ve hücre genomunun %99.9’unu içeren nükleer DNA’nın birbiriyle etkileşim halinde olduğunu dolaylı olarak göstermekte.
Bilindiği üzere, insan genomunu oluşturan DNA’mızın neredeyse tamamı (vücudumuzun prototipi) hücrelerimizin çekirdeklerinde depolanmış şekilde. Bu genetik bilgi, bizi birey yapan özelliklerin yanı sıra vücudumuzdaki fonksiyonların çoğunu yerine getiren proteinleri de kodlar. Hücrelerimiz vücudumuzda meydana gelen fonksiyonların gerçekleşmesi için gerekli olan enerjinin takviyesinden sorumlu ‘piller’ olarak tanımlanan mitokondrileri içerir. Bu hayati organel, yediğimiz besinleri çok çabuk bir şekilde enerji açığa çıkarabilen ATP molekülüne çevirir. Bu mitokondrilerin her biri çok küçük mitokondriyal DNA tarafından kodlanır. Bu mitokondriyal DNA insan genomunun tamamının yalnızca %0.1’i kadarını oluşturmakla birlikte, sadece anneden çocuğa aktarılır.
Mitokondriyal DNA hasarları ciddi sonuçlar doğurabilecek mitokondriyal hastalıklara neden olurken, şu ana kadar bu varyantların daha fazla sayıdaki yaygın hastalıklara etki edebileceğine dair çok az sayıda kanıt vardı. Küçük ölçekte birkaç çalışma bu olasılığa atfetti fakat ne yazık ki bilim insanları elde ettikleri bulguları tekrarlayamadı. Şimdi ise, Cambridge Üniversitesi’nden bir grup araştırmacı geniş ölçekli biyomedikal veritabanı ve araştırma kaynağı olan UK Biobank kapsamındaki 358.000 gönüllüden alınan örneklerde mitokondriyal hastalıkları, insan hastalıklarıyla olan ilşkisini ve özellikleri çalışmak için yeni bir teknik geliştirdi. Cambridge Üniversitesi Halk Sağlığı ve Temel Bakım Departmanında iken çalışmayı yürüten Dr. Joanna Howson, bu yeni yöntemi kullanarak, UK Biobank’ın katılımcıları için kaydedilen sayısız özellik arasındaki ilişkileri arayabildiklerini, mitokondriyal DNA ile herhangi bir korelasyon olup olmadığını görebildiklerini söyledi. Buna ek olarak, mitakondriyal hastalıkların yanı sıra, mitokondriyal DNA varyantlarını yaygın hastalıklarla genellikle ilişkilendirmediklerini ifade etti. Gözler önüne serdikleri şeyin ise annemizden bize kalıtılan mitokondriyal DNA’nın birtakım ortak özelliklerin yanı sıra tip 2 diyabet ve MS gibi bazı hastalıkların görülme riskini etkilemek olduğunu da ekledi.
Mitokondriyal DNA’dan etkilendiği saptanan faktörler şu şekilde verilebilir; tip 2 diyabet, multipl skleroz, karaciğer ve böbrek fonksiyonu, kan sayımı parametreleri, yaşam süresi ve boy. Bazı etkiler, nadir görülen kalıtsal mitokondriyal hastalıkları olan hastalarda yüksek oranda görülürken, örneğin, ciddi hastalığı olan kişilerin genellikle ortalamadan daha kısa olması gibi, sağlıklı bireylerde bu etki çok daha az olma eğilimindedir. Mitokondriyal DNA’nın etkisini nasıl ortaya koyduğuna dair birkaç olası açıklama mevcuttur. Bunlardan bir tanesi, mitokondriyal DNA’daki değişimlerin enerji üretebilme kabiliyetimizde hemen hemen göze çarpmayan farklılıklara sebep olduğudur. Ancak bu durumun, vücudumuzdaki hücrelerin koordineli bir şekilde çalışmasına izin veren birbirinden karmaşık biyolojik yollakları etkileyerek daha karmaşık olması muhtemeldir.
Cambridge Üniversitesi MRC Mitokondriyal Biyoloji Birimi’nden Profesör Patrick Chinnery, Sık görülen hastalıkların tam bir resmini istediğimiz taktirde, mitokondriyal DNA’nın etkisini açıkça hesaba katmanız gerektiğini, DNA’mızla ilgili çalışmaların nihai amacının, bu hastalıkların altında yatan mekanizmaları anlamak ve bu hastalıklara spesifik yeni tedavi yolları geliştirmek olduğunu söyler. Buna ek olarak; bu, önemli çalışmanın, potansiyel yeni ilaç hedeflerini belirleme konusunda literatüre ciddi katkılarda bulunacağını da belirtir.
Daha öncesinde de belirtildiği üzere hem anneden hem babadan genetik olarak bizlere aktarılan nükleer DNA’nın aksine, mitakondriyal DNA’yı yalnızca annemizden miras olarak alırız. Bu durum, iki sistemin birbirinden bağımsız şekilde kalıtıldığını dolayısıyla bireyin nükleer DNA’sı ve mitakondriyal DNA’sı arasında bir ilişkinin olmaması gerektiğini savunur. Ancak, araştırma ekibi bunun aksine bir sonuca vardı. Araştırmacılar belirli nükleer genetik geçmişin özellikle İskoçya, Galler, ve Northumbria’da belirli mitakondriyel geçmiş ile tercihen ilişkili olduğunu gösterdi. Bu, nükleer ve mitokondriyel DNA’mızın yan yana evrimleştiğini, birbiriyle etkileştiğini ve halen evrildiğini öne sürüyor. Bu durumu açıklayabilecek bir sebep, uyumluluk ihtiyacıdır.
Bilindiği gibi, ATP mitokondri içinde solunum zinciri/dizisi olarak adlandırılan bir grup protein tarafından üretilir. 100’den fazla bileşeni olan bu solunum zincirinin 13’ü mitokondriyal DNA tarafından kodlanırken, geri kalanı nükleer DNA’dan kodlanır. Her ne kadar solunum zincirindeki proteinler iki farklı genom tarafından kodlanıyor olsa da, bu proteinlerin bir yapboz parçası misali fiziksel olarak birbirine geçmesi/kenetlenmesi gerekir.
Eğer bir çocuğun miras aldığı mitakondriyal DNA, babadan aktarılan nükleer DNA ile uyumlu değilse, uygun bir protein kentlenmesi mümkün olmayacak, bu nedenle solunum zinciri, haliyle enerji üretimi de etkilenecek. Bu durum evrimsel bir bakış açısıyla bakıldığında, zamanla dezavantajlı konuma düşebilecek bir bireyin sağlığını veya fizyolojisini inceden inceye etkileyebilir. Diğer taraftan, protein eşleşmeleri evrimsel süreç tarafından teşvik edilecek ve bu nedenle daha yaygın bir hale gelecektir. Bu, sağlıksız mitakondriye sahip bir annenin kusurlu mitakondrisini donor birinin sağlıklı mitakondrisiyle değişimine olanak tanıyan yeni bir tekniğin; mitakondriyal transfer terapisinin başarısı için ciddi çıkarımlara sahip olabilir. Böylelikle, doğacak çocuğun potansiyel olarak hayatını tehdit eden mitakondriyal hastalıkla doğması önlenir.
Profesör Chinnery verdiği bir demeçte; Mitokondriyal DNA’mızın bir dereceye kadar nükleer DNA’mızla eşleştiğini söyler. Bunu şu şekilde ifade etmek daha açıklayıcı olacaktır belki; kusurlu herhangi bir mitokondriyi herhangi bir donörle değiştiremeyiz, tıpkı herhangi bir kimseden herhangi bir kimseye kan nakli yapamayacağımız gibi. Neyse ki göz önünde bulundurmamız gereken bu ince detay, bu terapiye öncülük eden Newcastle araştırma ekibi tarafından araştırma boyunca ele alınan yaklaşıma zaten çoktan dahil edilmişti.
Kaynak: https://phys.org/news/2021-05-mothers-offspring-height-lifespan-disease.html
Görsel Kaynak: https://forum.facmedicine.com/threads/in-huge-shock-mitochondrial-dna-can-be-inherited-from-fathers.38093/
Editör: Meryem Melisa KAR
