Hücredeki Serbest DNA Yaşlanma için Belirteç mi?

En son güncellendiği tarih: 21 Nis 2019


Musa ÇELİK- Zeynep FEDAİOĞLU, Acıbadem Üniversitesi, Moleküler Biyoloji ve Genetik



Paketlenmiş DNA’nın 50 nm elektron mikroskobundaki görüntüsü. Siyah noktalar tek tek nükleozomları vurgular, siyah ok uçları nükleozom çekirdek parçacıklarına işaret eder, beyaz ok uçları DNA'ya bağlanır.

Yaş ve sağlıkla ilgili farklılıklar, kan dolaşımında serbest halde bulunan kısa DNA (cfDNA) olarak adlandırılan DNA parçaları ilişkilendirilmiştir. Araştırmacılar, bu farklılıkların bir gün biyolojik yaşı belirlemek için kullanılabileceğini, bireyin vücudunun kronolojik yaşından daha olgun ya da daha genç işlev görüp görmediğini, söylüyor.

Bu konu hakkında yapılan bir çalışmada; araştırmacılar, 20'li yaşlarındaki insanlardan, 70'li yaşlarındaki insanlardan ve 100 yaş üstü sağlıklı ve sağlıksız insanlardan alınan kan örneklerinden cfDNA'yı çıkardılar. Brown Üniversitesi'nde moleküler biyoloji, hücre biyolojisi ve biyokimya yardımcı doçenti olan Nicola Neretti tarafından yönetilen ekip, DNA'nın dört grupta nasıl paketlendiğine dair farklılıklar tespit etti.

Elde edilen bulgular, 20 Aralık Perşembe günü, “Aging Cell” dergisinde yayınlandı. “Özellikle, bir DNA parçasının bir protein çekirdeğinin etrafına sarıldığı temel DNA paketleme birimi olan nükleozomların; 20'li yaşlardaki gönüllülerin DNA'sında iyi konumlandırılmış fakat daha yaşlı gönüllülerde ise daha az düzenli olduklarını ve özellikle sağlıksız bireylerden alınan örneklerde dahada az düzenli olduklarını gördük diyor” Neretti. Ek olarak, sağlıklı 100 yaş üstü bireyler için nükleozom aralığından gelen sinyal, 70’li yaşlarındaki bireylerden gelen sinyallere oranla 20’li yaşlarındaki bireylerden gelen sinyallere daha benzer olduğunu belirtiyor.

Nükleozom paketleme epigenomun çalışma alanıdır. Epigenom, DNA dizisini veya genomu etkilemeden gen ifadesini veya aktivitesini etkileyen kalıtsal değişikliklerin toplanmasıdır. Neretti, “Diğer özelliklerin yanı sıra, sağlıklı 100 yaş üstü bireyler, genç bireylerin epigenomik profilini koruyor. Yaşlanmada herhangi bir şeyde olduğu gibi, birçok şey birlikte çalışır ve sebebin veya etkinin ne olduğu açık değildir. CfDNA testimizle, bu epigenetik değişiklikleri ve ne anlama geldiklerini anlamayı umuyoruz. ” dedi.

Sonuç Olarak

Bilim insanları ilk olarak kanser hastalarının kanında cfDNA'yı buldular ve bulunan bu parçalar kanser teşhisinde faydalı olabilir. Daha önce yapılan bir araştırmada, cfDNA'nın ölen hücreler tarafından üretildiğini ve hücrelerin ölmesiyle DNA'nın nükleozomlar arasında kesildiği bulundu. Brown’ın ekibi, genomun farklı bölgelerinde nükleozom örneğini yeniden oluşturmak için karmaşık hesaplama analiziyle birlikte cfDNA'nın yeni nesil dizilişini kullandı. CfDNA ekstraksiyonu ve sekanslama işlemleri, Brezilya'daki Universidade Federal de Minas Gerais'ten Ana Maria Caetano Faria ile işbirliği içinde geliştirilmiştir.

Neretti, “cfDNA için bir şişe içinde, hücrenin neye benzediğini, epigenetik olarak konuşmadan, ölmeden önce neye benzediğini yakalayan bir mesaj gibi. Nükleozom boşluğunun korunmasında birçok hücresel makine var ve bu bileşenler yaşlandıkça yokuş aşağı gidebiliyor. Nükleozomlar ayrılmazlar veya kendileri daha yoğun olmazlar. Nükleozom aralığı, sadece bu makinedeki değişikliklerin okunması. ” dedi.

Bununla birlikte, nükleozom paketlemesindeki değişikliklerin, genomun farklı bölümlerinin erişilebilirliğinde, transpozon adı verilen ve normalde kilitli genetik elemanların serbest bırakılması dahil olmak üzere, daha da kötüye gitmesine neden olan değişiklikler ürettiğini de sözlerine ekledi. Ekip, “Artan yaşla aynı iki transposonun başlangıcında, cfDNA sinyallerinde bir azalma tespit etti. Bu, bu transposonların sağlıksız 100’lü ve 70'li yaşlarındaki insanlarda daha az kilitlendiğini ve dolayısıyla genetik kargaşaya neden olacak şekilde kendilerini genomun içine “kopyalayıp yapıştırma” ihtimalinin daha yüksek olduğunu göstermektedir.” diye belirtti.

Gelecek Çalışmalar

Bologna, İtalya’da yapılan bir çalışmada her gruptan üç tane olacak şekilde 12 bireyin cfDNA’sı analiz edildi. Örnekler, Bologna Üniversitesi’yle ortak çalışan Claudio Franceschi tarafından toplandı. Neretti, biyolojik yaşı öngörmek amaçlı kullanılan epigenetik belirteçlerden gerekli bilgiyi elde etmek için daha büyük bir çalışmaya ihtiyaç olduğunu söyledi. Bununla birlikte, cfDNA testinde invazif doku örnekleri yerine toplanması daha kolay olan kan örnekleri kullanıldığından, kavram kanıtlama çalışmasını genişletmede doğrudan yarar sağlayacağını düşünüyor.

Neretti, her bireyin epigenomunun nasıl değiştiğini ve yaşlandıkça değişim oranını görmek için, ideal olanının 20 veya 30 yaşın üzerindeki bireylerin popülasyonunu izlemek olduğunu belirtti. Büyük bir çalışmadan aldığı verilerle, epigenomik farklılıkların sağlık koşulları, yaşam biçimleri veya diyetlerle olan ilişkisine fikir verebileceğini de ekledi.

Bu sırada araştırma ekibi, bireylerden aldığı testi rafine ediyor.

Araştırmacılar, DNA ekstraksiyonunu en iyi şekilde gözlemleyebilmek adına çalışıyor. Farelerden alınan az miktarda kan örneği, ihtiyaçları olan cfDNA miktarını karşılayabiliyor. Neretti, yaşla ve sağlıkla bağlantılı gelişen epigenetik değişimleri belirlemek için tüm genomu sekanslamamaları gerektiğini düşünüyor. Bu çalışmada, tüm genomun sekanslandığı belitiliyor fakat Neretti’ye göre genomun sadece %2-5’lik kısmının sekanslanması yeterli olacaktı.

Neretti, nükleozom konumlandırma analizinin rafine edilmesine ek olarak, araştırmacıların cfDNA'da başka bir tür epigenetik beliteç, “DNA Metilasyon Paterni”ni incelemek istediklerini söyledi. Bu araştırma oldukça fazla ek bilgi getirecektir örneğin, cfDNA'nın hangi dokudan geldiğini gösteren işaretler gibi. Farklı yaşlarda ki cfDNA kaynaklarını veya hangi dokuların çok fazla hücre ölümü yaşadığını belirlemek yaşlanma sürecine ilişkin öngörümüzün artmasını sağlayacaktır.


Neretti, yaşlanma sürecinin epigenetik değişikliklerinin daha iyi anlaşılması, yaşa bağlı bozukluklar için tedavilerin geliştirilmesinde yardımcı olabileceğini veya bir gün vücudunuzun normalden daha hızlı veya daha yavaş yaşlanıp yaşlanmadığını belirleyebilmek için kullanılabileceğini belirtti.





Kaynakça:

  1. Teo, Y. V., Capri, M., Morsiani, C., Pizza, G., Faria, A. M., Franceschi, C., & Neretti, N. (2018). Cell-free DNA as a biomarker of aging. Aging Cell. doi:10.1111/acel.128902.

  2. www.technologynetworks.com/tn/news/cell-free-dna-a-biomarker-of-aging-313331

22 görüntüleme

Türkiye'nin Tek Popüler Genetik Bilim Dergisi

Bezelye Dergi ISSN: 2587-0173

Bizi Takip Et
  • Beyaz Facebook Simge
  • Beyaz Instagram Simge
  • White Twitter Icon
  • Icon-gmail
  • kisspng-white-logo-brand-pattern-three-d
  • images
  • medium
  • Dergilik
  • YouTube

© 2019 by Bezelye Dergi