2003 yılında çığır açan İnsan Genom Projesi’nin tamamlanmasından bu yana araştırmacılar, DNA’daki yüzlerce yerdeki genetik varyant olarak adlandırılan değişikliklerin, otizm spektrum bozukluğu ve şizofreni gibi psikiyatrik hastalıklarla ilişkili olduğunu keşfettiler. Şimdi, büyük bir çalışmanın yeni bulguları, DNA’daki bu değişikliklerin çoğunu, beyindeki moleküler etkilere bağladı ve yeni hastalık mekanizmalarını ortaya çıkardı.
Science dergisinde yayımlanan yeni makalelerde, dünyanın dört bir yanından bir düzineden fazla kurumdan UCLA(University Of California) araştırmacıları ve işbirlikçileri, beynin moleküler çalışmalarında en büyük veri kümelerini sağlamaktadır. Bulgular psikiyatrik durumlar için yeni bir jenerasyon terapinin geliştirilmesi için bir yol haritası sunmaktadır.
“Bu çalışma, psikiyatrik hastalıkların mekanizmalarını anlamak için gerekli olan birkaç eksik halkayı tamamlıyor.” diyor yeni makalelerin üst düzey yazarlarından ve UCLA’da Tıp’ın David Geffen Okulu’nda Gordon ve Virginia MacDonald İnsan Genetiği Profesörü Prof. Dr.Daniel Geschwind.
Yeni gazetelerde işbirliği yapan diğer kurumlar arasında California Üniversitesi, San Diego; Sina Sina Dağı’nda Icahn Tıp Okulu, Yale Üniversitesi, Kuzey Carolina Üniversitesi, Chapel Hill; Chicago Üniversitesi, Duke Üniversitesi, Johns Hopkins Tıp Okulu, SUNY Upstate Tıp Üniversitesi ve Çin’de Central South Üniversitesi var.
Son on yılda, bilim insanları, psikiyatrik hastalıkları olan bireylerin genetik çalışmalarını yürüttü, sonuçları sağlıklı bireylerle karşılaştırarak, hastalıkları olanlarda farklı sekanslara sahip genleri bulmaya çalıştılar. Bununla birlikte, çoğu kez, bulguları, cevaplardan daha fazla soruya yol açmıştır. Bilim insaları sadece hastalıklarla bağlantılı genleri keşfetmedikleri gibi, aynı zamanda bir dernek gibi görünen, düzenleyici DNA olarak adlandırılan genler arasında bulunan yüzlerce DNA alanını da ortaya çıkardılar.
Bilim insanları, DNA’nın bu bölümlerinin; genlerin ne zaman, nerede ve nasıl bir şekilde açılıp kapandığını kontrol edebileceğini biliyorlar. Ancak hangi “düzenleyici bölgeler” in hangi genleri ve dolayısıyla genler tarafından kodlanan RNA ve proteinleri etkilediğini anlamak kolay değil.
2015 yılında, UCLA dahil olmak üzere ülke çapında 15 kurumda araştırmacılar, PsychENCODE Konsorsiyumu’nda beyinin düzenleyici DNA’sını daha ayrıntılı bir şekilde incelemek için bir araya geldi. ENCODE olarak bilinen daha önceki bir proje, düzenleyici DNA’nın rollerini çoktan ortaya çıkarmıştı, ancak bunların beyinde diğer organlardan farklı olabileceği açıktı. PsychENCODE, sadece psikiyatrik hastalıklarla bağlantılı genetik varyantları değil, aynı zamanda hem sağlıklı bireylerden hem de psikiyatrik bozukluğu olanlardan 2.188 beyin bankası örneğindeki RNA ve protein örüntülerini analiz etmiştir.
Yeni bir makalede, Geschwind ve işbirlikçiler bu yeni veriyi açıklıyor, bu da beyindeki RNA ve proteinleri etkilemek için on binlerce düzenleyici DNA bölümünün rollerini açıklamaya yardımcı oluyor. Veriler ayrıca, hangi genlerin çoğu kez birbirleriyle aynı anda ifade edildiğini ortaya koyuyor ve yeni biyolojik süreçler ve yollar olduğunu gösteriyor. Veri seti – aslında insan beyninin içsel moleküler işleyişlerinin ayrıntılı bir modeli – artık diğer araştırmacıların hastalık mekanizmalarını ve potansiyel ilaç hedeflerini benimsemeleri için bir başlangıç noktası olarak kamuya açıktır.
Geschwind, “Bu kaynak o kadar geniştir ki, ilginç bir hastalıkla ilişkili genetik varyantı seçerek başlayabilir ve bunun içine girmeye ve moleküler ağları nasıl etkilediğini keşfetmeye başlayabilirsiniz.” dedi. “Bu kapsamdaki güçlü verilere sahip olmak sayısız yeni çalışma için bir temel oluşturuyor.”
İkinci bir makalede, Geffen Tıp Okulu’nda psikiyatri ve biyo-davranışsal Bilimler profesörü olan ilk yazar Dr. Geschwind ve diğer işbirlikçiler; yeni verileri,özellikle; otizm spektrum bozukluğu, şizofreni ve bipolar bozuklukta ikisi de daha yüksek seviyede, daha düşük seviyede veya bozulmuş yapıda olan düzensiz RNA moleküllerine bakmak için kullandılar.
Yaklaşık 1.700 beyin bankası örneğini kullanan araştırmacılar, farklı genetik materyal bölümleriyle farklı şekilde birbirine bağlanan veya psikiyatrik hastalıklardan birine sahip insanların beyinlerinde daha yüksek veya daha düşük seviyelerde bulunan binlerce RNA molekülünü ortaya çıkardılar.
Gandal, “Beyne bir mikroskop altında bakıp bu bozukluklarda önemli farklılıklar göremezsiniz.” dedi. “Fakat şimdi, genlerin nasıl ifade edildiğine dair kalıplara iyi bakarsanız, açıkça düzensiz olan yolları gördüğünüzü gösterdik.”
Verilerdeki sürprizler arasında nöroinflamasyona bağlı değişen RNA düzeyleri ve beynin bağışıklık hücreleri; şizofreni, otizm spektrum bozukluğu ve bipolar bozukluğu olan kişilerde çok farklı yollar gösterdi.
Ek olarak, çalışma, yeni RNA verilerinin ayrıştırılması sırasında beyin içindeki ayrı ayrı hücre tiplerine bakmanın önemini göstermiştir – bazı durumlarda, alternatif olarak eklenmiş RNA, aynı zamanda bazı hücre tiplerinde bulunup ve başkalarında bulunmadığında hastalığa bağlanmıştır.
Son olarak, RNA sonuçlarına dayanan hastalıklarda yeni genler yer almıştır; beşi otizm spektrum bozukluğu, 11’i bipolar bozukluk ve 56’sı şizofreni ile ilişkilendirilmiştir.
Araştırmacılar, bir kez daha, verilerin gelecekteki çalışmalar için bir atlama noktası olarak daha önemli olduğunu söylediler.
Gandal, “Bu buzdağının ucu.” dedi. “2000 beynin bir araya getirilebilmesi, yeni genetik mekanizmaların açığa çıkarılması açısından devrim niteliğinde olmuştur ama aynı zamanda ne kadar çok şeyi bilmediğimizi de göstermiştir.”
http://science.sciencemag.org/content/362/6420/eaat4311
Çeviri: Simge Kara