Uluslararası bir araştırma ekibi, hayvanların atalarından önce evrimsel bir geçmişe sahip olan tek hücreli organizmalardan alınan genetik araçlarla fare hücrelerinden kök hücreler yarattı. Bu kök hücreler, gelişmiş bir fare oluşturmak için kullanıldı. Queen Mary Üniversitesi’nden Dr. Alex de Mendoza ve Hong Kong Üniversitesi’nden araştırmacıların ortaklaşa yürüttüğü çalışma, kök hücrelerin genetik kökenlerini yeniden şekillendirerek, hayvanlar ile tek hücreli atalarımız arasındaki evrimsel bağlantıları anlamamıza yeni bir bakış açısı kazandırdı.
KÖK HÜCRELERİN EVRİMSEL GEÇMİŞİ ÜZERİNE ÇIĞIR AÇICI BULGULAR
Bu deneyde kullanılan genetik araçlar, hayvanların yakın akrabası olan ve tek hücreli bir organizma olan choanoflagellatlar (kamçı hücreliler) tarafından taşınan genlerdi. Bu organizmalar, hayvanların bilinen en yakın yaşayan akrabalarıdır ve genetik yapılarında, memeli kök hücrelerinde pluripotentlik – her türlü hücreye dönüşme potansiyelini sağlama – sağlayan Sox ve POU genlerinin versiyonlarına sahiptir. Choanoflagellatlar, stem hücrelerinin temel mekanizmalarını yöneten bu genlere sahip olmalarına rağmen, kök hücrelere sahip değillerdir. Bu keşif, bu genlerin yalnızca hayvanlar içinde evrimleştiği uzun süredir savunulan inancı sorgulamaktadır.
ÇALIŞMANIN BULGULARI VE POTANSİYEL UYGULAMALARI
Dr. de Mendoza, bu bulguyu şöyle değerlendirdi: “Tek hücreli akrabalarımızdan türetilen moleküler araçlarla fare yaratmak, neredeyse bir milyar yıl süren evrimsel bir süre boyunca işlevsel sürekliliğin olağanüstü bir örneğini gözler önüne seriyor.” Çalışma, kök hücrelerin oluşumunda önemli rol oynayan genlerin, stem hücrelerin kendilerinden çok daha önce evrimleşmiş olabileceğini ve belki de bugün gördüğümüz çok hücreli yaşamın ortaya çıkmasına zemin hazırlamış olabileceğini ortaya koyuyor.
2012’de Shinya Yamanaka’nın Nobel Ödülü’ne layık görülen çalışması, “farklılaşmış” hücrelerden, sadece dört faktörün – bunlardan biri Sox2, diğeri ise Oct4 (POU) – ifade edilmesiyle kök hücreler elde etmenin mümkün olduğunu gösterdi. Yeni araştırmada ise, Hong Kong Üniversitesi’nden Dr. Ralf Jauch’ın laboratuvarında yapılan deneyler sonucunda, choanoflagellatlar tarafından taşınan Sox genleri fare hücrelerine yerleştirilerek, yerel Sox2 geninin yerine geçirilmiş ve bu sayede pluripotent kök hücreye dönüşüm sağlanmıştır. Bu yeniden programlanmış hücrelerin etkinliği, bunların bir fare embriyosuna enjekte edilmesiyle doğrulanmış ve bu çimerik farede, hem embriyo hem de laboratuvar ortamında türetilen kök hücrelerin katkısıyla siyah kürk lekeleri ve koyu gözler gibi fiziksel özellikler gözlemlenmiştir.
EVRİMSEL GERÇEKLERİ ANLAMAK VE GELECEĞE YÖNELİK ADIMLAR
Choanoflagellatlar, çok hücreli organizmalar gibi karmaşık yapıları oluşturmak için evrimsel olarak sonradan yeniden kullanılan genetik araçları ilk kez kullanan organizmalar olabilir. Bu bulgu, kök hücrelerin evrimine dair bilgimizi genişletmenin ötesinde, rejeneratif tıpta da önemli bir yer tutabilir. Kök hücre tedavilerinin optimizasyonu ve hücrelerin yeniden programlanması gibi alanlarda yeni yöntemlerin geliştirilmesine katkı sağlayabilir.
Dr. Jauch, bu gelişmeleri şu şekilde değerlendirdi: “Bu genetik araçların antik köklerini incelemek, pluripotentlik mekanizmalarının nasıl geliştirilip optimize edilebileceğine dair daha net bir görüş sağlıyor.” Bu çalışmaların, hayvan genleri yerine daha etkili sonuçlar verebilecek sentetik genler üzerinde yapılması gerektiği de ifade edilmektedir.
