Başak Koşmaz
Giriş
Omurgalıların kompakt miyelinin kökeni için makul bir moleküler açıklama uzun bir zamandan sonra yapıldı. Pek çok omurgasız, mutlak bir şekilde aksonlarını kaba glial uzantılarla sarma yeteneğine sahip olsa da, hiçbiri merkezi sinir sisteminin oligodendrositlerinde ve periferdeki Schwann hücrelerinde bulunan kristalin proteolipid zarın devasa sarmal ayrıntıları gibi bir şeyi yönetememektedir.
Fonksiyonel retrotranspozonlar, nörobiyolojik her türlü şeye aşamalı olarak dahil edilmiştir. Kök hücre kimliğinin ve mozaisizmin (genetik özellik olarak iki farklı tip hücreden oluşma durumu) korunması, nörolojik hastalıkların gerçekleşme hızı ve çeşitli spike proteinleri tarafından beyindeki hücrelerin füzyonunun artık transpoze edilebilir parçalar için iş yapmakta olduğu daha iyi anlaşılmaktadır. BioRxiv ön baskı sunucusunda çalışan araştırmacılar, omurgalı miyelininin büyük olasılıkla, imza proteinleri Mbp’nin (miyelin temel proteini) büyük ekspresyonunu tetiklemek için genoma anahtar konumlara retroviral olarak türetilmiş parçalar eklendiğinde ortaya çıktığını keşfetmişlerdir.
Mbp, çenelerin ve miyelinlerin ortaya çıkmasıyla eşzamanlı olarak ortaya çıkmış gibi görünmektedir ve Chondrichthyes’e (kıkırdaklı balıklar) kadar uzanan eski canlı omurgalıların çoğunda bulunmaktadır; ancak Agnatha da (çenesiz balık) yoktur. Oligodendrositlerin, nörit benzeri dallanma yapıları oluşturmak için nöronlardan veya astrositlerden mevcut makineleri birlikte seçerek ve terminal uçlarında sinapslar yerine miyelin inşa etmek için Schwann hücrelerinden özel protein ve lipit sentez makineleriyle birleştirerek evrimleştiği makul görülmektedir. Bu senaryoya göre, Schwann hücreleri, hızlı bir şekilde algılama, yakalama veya kaçma ile ilgili sensorimotor sinirleri hızlandırmak ya da bu motor sinirleri başka bir şekilde güçlendirmek için öncelikli olarak evrimleşmiş olmalılardır.Araştırmacılar şu ana kadar sadece oligodendrositlere bakmışlar ve muhtemelen Schwann hücre hikayesi hakkında daha fazla rapor vereceklerdir.
Retrotranspozona özgü bir sıçan, Affymetrix Chip kullanılarak keşfedilen anahtar parça RNLTR12-int olarak bilinen viral olarak türetilmiş bir integraldir. Konsensüs dizisi, şu anda tüm genomun yaklaşık yüzde 3’ünü oluşturan nispeten yaygın bir grup olan endojen retrovirüs ailesi ERV1’nin de dahil olduğu bir dizi olarak açıklanmıştır. RNLTR12-int, provirüs çoğaltma döngüsü için gerekli olan klasik Gag-Pol ORF’lerinin (açık okuma çerçeveleri) sadece bir kalıntısıdır; Genellikle bu belirli elementleri rezerve eden olağan uzun-terminal tekrarlardan (LTR’ler) yoksundur ve muhtemelen şimdi uzun, kodlamayan bir RNA olarak hizmet etmektedir.
Bunu kanıtlamak için, araştırmacılar ilk önce RNLTR12-int-benzeri dizilerin yüksek ifadesini arayıp buldular, geniş omurgalı denek panelinin oligodendrositlerinde şimdi tuhaf bir şekilde “retro miyelin” olarak adlandırılıyor. Sonrasında bu retroviral endojenizasyonun, kodlanmış RNA’sının miyelinasyon için imza transkripsiyon faktörü olan SOX10’a doğrudan bağlanması yoluyla Mbp’nin yukarı regülasyonunu göstererek omurgalıların ortaya çıkmasında olası anahtar adım olduğunu göstermişlerdir. Genom içinde transpoze edilebilen parça göçünün ilginç bir özelliği, onların anchor-baby şeklinde proliferasyon yapmasıdır: Bu parçalar kendi içlerinde yerleştirme dizileri içerir ve bu nedenle, genomun bir yerinde gerçek bir yerleştirme dizisine girmeyi başardıklarında, ek olarak kendileriyle ilgili yabancı unsurlarda otomatik olarak onların ortasında kolaca yaşayabileceklerdir. Onları moleküler olarak bastırmak için yapılan sayısız çabaya rağmen, her türden transpoze edilebilen parçalar artık genomumuzun yarısından fazlasını bu şekilde oluşturmaktadır.
Bununla birlikte, bir birincil enfeksiyon olayı sırasında, RNLTR12-int-benzeri sekans taşıyan bir retrovirüs germ hattına rastgele entegre edildiğinde, ilk yerleştirme olaylarının çoğunu fark etmeyecektir; alternatif olarak, daha sonra diğer hücrelerden kan veya sinir yoluyla transfer yoluyla mikropa somatik olarak erişerek kalıtsal hale gelebilir. Ters transkripsiyon ve yeniden entegrasyon yoluyla gizlice yayılan bu diziler sonunda yeni başlayan Mbp devralımı için düzenleyici bölgelere rastladı ve bunun üzerine kendini kanıtladıktan sonra gelecek nesiller için sabitlendi. MAL, MAG, CNP, PLP, PMP22, TSPAN2 gibi tüm diğer miyelin proteinleri evrimsel olarak çok daha eskidir ve miyelinsiz çenesiz omurgalılarda ve omurgasızlarda iyi bir şekilde yapılandırılmıştır. Daha tipik olarak, entegrasyondan sonra görülen şey viral işlevselliğin durdurulamaz bir şekilde dejenere olması ve dizinin, tartışmalı üne sahip çeşitli RNA’lara kopyalanan bir çekirdek kalıntıya büzülmesidir.
Tüm bunların ne anlama gelebileceğine dair daha fazla açıklama yapabilmek için, miyelinin omurgalı aksonal ekosistemindeki daha büyük rolünü, ek ayrıntıların keşfedilebileceği daha büyük bir düşünce alanına dahil etmek faydalı olabilir. Çok yakın bir zamanda, potansiyel ekstra mitokondriyal oksidatif fosforilasyon bağlamında miyelinde ATP oluşumu tartışılmıştı.Ancak aksonların ihtiyaç duydukları güce ulaşmalarındaki tek yol bu değildir. Aslında, nöronların yaralanmanın ardından enerji eksikliği ya da oksijen eksikliğini gidermek için komşu hücrelerden ek mitokondri çağırabileceği ve alabileceği keşfedildi. Geniş kapsamlı ve benzersiz bipolar dorsal kök ganglion duyu nöronları tarafından tercih edilen kesin tanı yöntemi, kendi tamamlayıcı CD206 reseptörlerini devreye sokmak için nöronal Isec1 reseptörlerini kullanarak CD200 eksprese eden M2 makrofajlarını işaretlemek ve sonuçta mitokondri ile dolu veziküllerin gönderilmesine yol açmaktır.
Miyelom hücreleri tarafından kemik iliği kök hücrelerinden mitokondri elde etmek için kullanılan alternatif bir yöntem, mitokondriyi taşımak için çeşitli hücre iskeleti proteinlerinden yapılmış bir nanotüp otoyolunun yapımını yönlendirmek için CD38 moleküllerinden oluşan retrograd bir sinyal göndermektir. Bu proteinlerdeki ‘CD’, farklılaşma kümesi anlamına gelmekte ve geleneksel olarak bağışıklık hücresi yüzey belirteci olarak keşfedilmişlerdir. Bu proteinler genellikle glikoproteinlerdir ve antikorlarda çok bilindik olarak kullanılan orijinal immünoglobulin alanlarının çeşitli enkarnasyonlarını ve tekrarlarını içerebilir. Evrim süreci boyunca, birçoğu sinapslarda eş seçimini, akson fasikülasyonlarının özgüllüğünü yönlendirmek ya da miyelindeki spiral glial sargı katmanlarındaki kalınlık ve aralığı belirlemek için sinir sisteminde yapışma molekülleri olarak ay ışığına uyarlanmıştır.
CD206 markörü, makrofajlar üzerinde mannoz reseptörü olarak hareket edebilen C tipi bir lektindir. Bu reseptör, klatrin bağımlı bir şekilde plazma zarı ve endozomal bölmeler arasında sürekli olarak geri dönmektedir. Bu eylemin, mitokondri yüklü fırsatçı veziküllerin inip kolonileşecek bir yer bulması için yeterli büyüklükte zar boşlukları yaratabileceği sonucuna varılabilmekte ya da en azından bu şekilde bir şekilde tahminde bulunulabilmektedir. Bu tür davranışlarda bulunulması nedeniyle alışılmadık çok fazla soruya neden olur. Örneğin, nöronlar, hatta sağlıklı ve normal olarak aktif nöronlar, mitokondri oluşturma yeteneklerinde doğuştan gelen sınırlamalara sahip midir? Buna yanıt verilmesi gerekilirse, gerekli nükleer olarak kodlanmış mitokondriyal proteinlere erişim yeteneği üzerindeki sınırlamalar, değişmez bir şekilde eklektik protein gereksinimlerinin nöral hücre farklılaşması ihtiyaçları tarafından dikte edilen gen ekspresyonu üzerindeki doğal kısıtlamalardan kaynaklanmaktadır denilebilir. Benzer olarak, Basit yemek deneylerinde, hareket halindeki mitokondrinin, belki de farelerde sperm füzyonuna yanıt olarak yumurta mitokondrisinin bilinen kemotaktik davranışına benzeyen, yönlendirilmiş bir oksijen mitotaksisi yapabildiğini bulabilir mi?
Bu arada, hücre farklılaşmasının birçok örneği, şimdi, başlangıçta çok az duyulabilmektedir ancak daha sonra, hücrelerde proliferasyon parçaları için daha misafirperver bir ortamı indükleyecek genleri aktive etmek için promotör bölgelerine transpoze edilebilen parçaların yerleştirilmesiyle tesadüfi bir yan ürünü olarak yeniden düşünülebilir. Nöronlar, glial ve immün hücreler arasındaki çeşitli derin moleküler ilişkiler ayrıca aksonların başlangıçta kandan türetilen hücreleri veya uygun şekilde donatılmış mikroglial hücreleri, immünoglobulin ile ilişkili hücre adezyon molekülleri ve sitoplazmik viral spesifik uzunluk veya içerikteki nükleik asit segmentlerini algılayabilen ve tanıyabilen Toll ve ilgili molekül ailelerinden savunma molekülleri aracılığıyla immünolojik olarak korumak için olabileceğini düşünülebilir. Daha sonrasında, derin evrimsel zaman boyunca, bu koruyucu hücreler, aksonları kalıcı olarak beslemek için genetik olarak damgalanmış özel miyelin sarma ajanlarına dönüştürülmüştür.
Kaynak: https://phys.org/news/2022-02-myelin-gift-retroviruses.html
Görsel Kaynak: https://en.wikipedia.org/wiki/Myelin
Editör: Selin Su GÜNDÜZ