Sıçrayan Genleri kontrol eden bir protein ailesi bulundu

Lozan Federal Politeknik Okulu’ndan (EPFL) Didier Trono’nun laboratuvarında çalışan bilimciler, genomdaki yeri değişebilen elemanlara gömülü olan gen düzenleyici dizilimleri evcilleştirerek, başlıca kolaylaştırıcılar olarak görev yapan bir protein ailesi buldu.

Eskiden insan genomunun 100.000 civarında “protein kodlayan gen“inin olduğu tahmin ediliyordu; şimdilerde sayı 20.000’lere kadar düştü ve bundan daha az da olabilir. Genomumuz her ne kadar 3 milyar birimden (baz çiftinden) oluşsa da, bunların çoğu belirli bir gene ait gibi görünmüyor. Bu nedenle de önceleri genetiğin çöp kutusuna atılarak “çöp DNA” adıyla anılmaya başlanmışlardı. Çalışmalar ilerledikçe “çöp DNA”nın aslında genlerin çalışmasını koordine eden ve düzenleyen önemli parçalar içerdiği anlaşıldı. Örneğin, genomda “sıçrayarak” gen ifadesini etkileyen dizilimler vardı. Bu sıçrayan birimlere “yeri değişebilen elemanlar” (İng. transposable elements) adı verildi; tek bir genomda 4,5 milyondan fazla sayıda olabildiği tahmin ediliyor.

Yeri değişebilen elemanlar, sıklıkla, yazım faktörleri (DNA’nın RNA’ya yazım oranını düzenleyen proteinler) için bağlanma bölgeleri içeren dizilimler içeriyor; bu da gen ifadesinin ilk adımı demek. Genomun bütününde hareket ederek, yeri değişebilen elemanlar yazım faktörlerinin bağlanma bölgeleri havuzunu baştan yeniliyor ve genom evriminin motorlarından biri hâline geliyor.

Öte yandan, yeri değişebilen elemanlar konak için çok tehlikeli de olabilir; yeri değişebilen elemanlar genotoksiktir yani genleri çalışamaz duruma getirecek mutasyonlara neden olarak, çeşitli hastalıklara ve hatta ölüme yol açabilirler. Soru şu: Yeri değişebilen elemanların genotoksik potansiyeli, genomu düzenleme becerilerinden ödün vermeden nasıl kontrol altında tutuluyor? İşte EPFL araştırmacılarının çalışması ile keşfedilen KZFP protein ailesi, bu sorunun yanıtlanmasına yardım edecek.

Döllenme sonrasında embriyo genomu etkinleştiğinde, yeri değişebilen elemanlar, ifade edilen ilk dizilimler arasındadır. Bilimciler, KZFP’lerin bu elemanları çabucak ehlileştirerek, embriyojenezin erken evreleri sırasında neden olabilecekleri yazımsal etkiyi minimize ettiklerini buldu. Bu sayede, yeri değişebilen elemanlar daha sonra gelişimin ileri aşamalarında ve yetişkin dokularında kullanılabiliyor. Dolayısıyla KZFP’ler genomun düzenlenmesinde kilit rol oynamış oluyor.

BİLİM FİLİ