Mitokondriyal Aktivite: Beyne Bırakılan DNA Ömrümüzü Kısaltabilir
Nöronlarımızın güç üniteleri tarafından atılan DNA parçaları, sanılandan çok daha sık bir şekilde nükleer genomumuza dahil ediliyor ve bu da beyinlerimizi potansiyel olarak yaşamı tehdit eden durumlara karşı daha büyük bir risk altına sokuyor.
ABD’deki Columbia Üniversitesi liderliğindeki bir araştırma ekibi, beyin hücrelerinde daha fazla sayıda nükleer mitokondriyal ekleme – veya NUMT (yeni-akarlar olarak okunur) – bulunan bireylerin, daha az DNA transferi olanlara göre daha erken ölme olasılığının daha yüksek olduğunu tespit etti.
Mitokondri, hücrelerimizin pilleri olarak görev yapar ve vücudumuzun metabolik ihtiyaçlarının çoğunu karşılayan bir kimyasal para birimi biçiminde enerji üretir. Bir zamanlar kendi başına ayrı bir mikrobik organizma olan bu küçük güç merkezleri, milyarlarca yıl önce tek hücreli atalarımız tarafından genleri ve her şeyiyle birlikte seçildi.
O zamandan beri atasal ve mitokondriyal genomlarımız, mitokondrinin genomunun sayfalarını evin genetik kütüphanesine yavaşça karıştırmasıyla, karşılıklı olarak faydalı bir ev paylaşımı düzenlemesinde var olmuştur.
Bu, günümüze kadar devam eden sinsi bir göçtür.
Columbia Üniversitesi’nden moleküler biyolog Kalpita Karan, “Nadiren de olsa her 4.000 doğumda bir yeni bir NUMT insan genomuna entegre oluyor” diyor.
“Bu, mitokondrinin nükleer genlerle konuştuğu, mayadan insanlara kadar korunan birçok yoldan biridir.”
Mitokondriyal kalıtımın izini süren soybilimciler ya da aile haritaları oluşturan adli tıp klinisyenleri için genetik materyalin bu şekilde çapraz bulaşması bir kafa karışıklığı kaynağı olabilir.
Tıbbi araştırmacılar daha endişe verici bir sorunu ortaya çıkardılar: Mitokondriyal DNA’nın genomlarımıza eklenmesi hayati süreçleri de kesintiye uğratabilir.
Columbia Üniversitesi’nden mitokondriyal psikobiyolog Martin Picard ile birlikte çalışmayı yürüten Michigan Üniversitesi’nden genetikçi Ryan Mills, “Mitokondriyal DNA, genomdaki kesiklerden yararlanıp kendini yapıştıran bir virüse ya da insan genomunda hareket eden retrotranspozonlar olarak bilinen zıplayan genlere benzer şekilde davranıyor” diyor.
Bu ‘evde yetiştirilen’ virüs benzeri davranış, daha önce diğer vücut sistemlerinde belirli kanser riskinin artmasıyla ilişkilendirilmişti; bu da NUMT’lerin maya hücrelerinde yaşlanmayı hızlandırdığına dair kanıtlarla birlikte araştırmacıları, üremeyen çekirdeklerde ömür boyu biriken mitokondriyal DNA’nın başka sağlık sorunlarına yol açıp açmayacağını düşünmeye sevk etti.
Picard ve Mills liderliğindeki ekip, yaşlılarda nörolojik sorunlara ilişkin ayrı bir boylamsal çalışmanın parçası olarak toplanan bir ölüm sonrası materyal bankasını kullanarak, 1.200’den az bireyde temsil edilen birkaç farklı beyin dokusu ve bağışıklık hücresi alanını analiz etti.
Mitokondriyal DNA segmentleri çekirdeğin gözeneklerinden geçebilir ve bir hücrenin kromozomlarına entegre olabilir. (Columbia Üniversitesi Martin Picard laboratuvarı)
Mitokondriyal DNA parçaları vücuttaki üremeyen hücrelerin kromozomlarına şaşırtıcı derecede sık dahil edilmekle kalmadı, özellikle uzun ömürlü bazı dokular ömür boyu mitokondriyal anılar barındırdı.
Kanda dolaşan hücrelerle karşılaştırıldığında, beyin hücreleri çok daha fazla NUMT biriktirmiştir; dorsolateral prefrontal korteksten alınan örnekler, beyincikten alınan dokulardan beş kat daha fazla sayıda mitokondriyal ekleme içermektedir.
Endişe verici bir şekilde, nöral genomlarında daha fazla sayıda NUMT bulunan bireylerin daha erken yaşta ölme olasılığı daha yüksekti; daha genç yaşta ölenler, daha uzun ömürlü akranlarına göre yaşamlarının her on yılı için ek iki ekleme sunuyordu.
Picard, “Bu, ilk kez NUMT’lerin işlevsel sonuçları olabileceğini ve muhtemelen yaşam süresini etkileyebileceğini gösteriyor” diyor.
“NUMT birikimi, yaşlanmaya, fonksiyonel gerilemeye ve yaşam süresine katkıda bulunabilecek genom kararsızlığı mekanizmaları listesine eklenebilir.”
İnsan derisi fibroblast kültürlerindeki eklemeler ölçüldüğünde, ortalama her 12,6 günde bir yeni bir NUMT ortaya çıktığı ve bu oranın stresli mutasyonlar içeren mitokondriler arasında önemli ölçüde arttığı görüldü.
Atılan mitokondriyal DNA parçalarının nörolojik hasara yol açtığından ilk kez şüphelenilmiyor, ancak genetik kütüphanemize dahil edilmelerinin kendi türünde bir kaosa neden olabileceği artık açıkça görülüyor.
Daha geniş bir popülasyondaki diğer dokuların analiz edilmesi, mitokondrinin genetik günlüğünden sayfalarla hücrelerimizi kirletmesinin sonuçları hakkında daha fazla bilgi ortaya çıkarabilir.
Yine de hücrelerimizin içindeki genetik sohbete bu küçük bakış bile, bu iki eski ev arkadaşı arasındaki asırlık gerilime çok dikkat etmemiz gerektiğini gösteriyor.
Kaynak: https://www.sciencealert.com
Teōtīhuacān’ın Mitokondriyal DNA Hikayesi: Tanrıların Doğum Yeri, Genetik Gizemleriyle Açılıyor