Yaşamın sonu dalgalar halinde geliyor.
Bilim insanları, ölümün bir hücreden geçişini ilk defa izlediler ve hangi hızda gittiğini ölçtüler.
Apoptozu tetikleyen sinyaller, hücrenin içinde bir dalga halinde ve dakikada üç mikrometrelik (0.003 milimetre) bir hızda ilerliyor. (Apoptoz bir tür hücre intiharıdır ve programlanmış hücre ölümü şeklinde de bilinir.)
Dalga işaretleşme işlemi, tetikleyici dalga olarak adlandırılıyor. Eğer tek noktadan yayılan bir orman yangınını veya içe doğru devrilen, çember halindeki domino taşlarını düşünürseniz, tetikleyici bir dalganın nasıl çalıştığını anlarsınız.
Fakat bunlar, bir hücrenin günlük yaşamında biyolojik açıdan önemli bir işlemdir ve bilginin uzun mesafelere hızlı ve güvenilir şekilde iletilmesinde kullanılırlar.
Çok hücreli hayvanlarda, hücrelerin bölünüp yeni hücreler oluşturduğu hücre döngüsüne dahil olurlar; bu süreç, tetikleyici dalgaların kullanılmasıyla hücre boyunca etkinleştirilir.
Kendileri ayrıca beyinde de, sinir eylem potansiyelleri şeklinde bulunurlar; akson boyunca elektrik sinyallerinin yayılması da tetikleyici dalgalardır.
Fakat hücre ölümüne ilk defa dahil oluyorlar.
Stanford Üniversitesi’nde biyokimyacı olan James Ferrell şöyle söylüyor: “Bu çalışma, doğanın, bu tetikleyici dalgalardan nasıl tekrar tekrar faydalandığını gösteren bir başka örnek. Çoğu biyolog bunları hiç duymamıştır.”
“Bu, hücre düzeninde tekrarlayan bir konu. Yakında bunu ders kitaplarında görmeye başlayacağımıza dair iddiaya girerim.”
Apoptoz, hücre ölümünün en bilinen şekillerinden biri. Vücut; bu süreç aracılığıyla eski, gereksiz ve sağlıksız hücrelerinden (kansere dönüşebilen mutasyonlu hücreler veya enfeksiyonlu hücrelerden) kurtuluyor ve bunu yaparken çevredeki dokuya zarar vermiyor.
Ancak bu halde bile, hâlâ bir miktar gizem barındırıyor. Örneğin, mutasyon geçiren hücrelerin kanserli olmasını her zaman önlemiyor veya fazla çalışarak, tahrip edici bir etki oluşturabiliyor; yani Parkinson ve Alzheimer gibi sinirbozumsal hastalıklarda, sağlıklı hücreleri de öldürebiliyor.
Araştırmacıların söylediğine göre eğer bunun nasıl gerçekleştiğini anlamak istiyorsak (ve duruma bağlı olarak, sürece yardım etmek veya onu yavaşlatmak istiyorsak), apoptozun nasıl düzenlendiğini bilmemiz gerekiyor.
Araştırmacılar, apoptozu bir hücrede görmek için, bir Afrika pençeli kurbağasının yumurtasını kullanmışlar. Yumurtadan sitoplazmayı çıkarmışlar (çekirdek hariç tüm maddeleri) ve onu bir tüpün içine yerleştirmişler. Ardından, apoptoz meydana geldiği zaman parlayan ve yeşil renkte ışıyan bir protein kullanarak, apoptozu başlatmışlar.
Bu yeşil ışıma, tüpten aşağıya doğru sabit bir hızda hareket etmiş ve apoptozun, çok daha yavaş bir iletişim yöntemi olan kimyasal yayılmanın aksine, tetikleyici dalgalar yoluyla yayıldığını göstermiş.
Bir sonraki adım, bu sürecin hücre doğal durumundayken de gerçekleşip gerçekleşmediğini görmekmiş. Fakat kurbağanın yumurtaları epey mat olduğu için, ışıma mikroskobisi yöntemini kullanmak pek fayda getirmemiş.
Ancak el değmemiş bir yumurtada apoptozu başlattıkları zaman, yumurtanın renginin değiştiğini ve hücre öldükçe koyulaştığını fark etmişler. Bu değişim, yüzey boyunca eğri bir dalga halinde ve sabit bir hızda meydana gelmiş. Bu durum, bunun bir tetikleyici dalga olduğunu gösteriyormuş.
Araştırmacılar yumurtaları analiz ettiklerinde, bu renk değişimini geçiren yumurtalarda, faaliyete geçmiş kaspazlar bulmuşlar (bu enzim tipi, programlanmış hücre ölümünde önemli bir rol oynuyor). Diğer taraftan, canlı yumurtalarda, faaliyete geçmiş bu kaspazlardan yokmuş.
Araştırmacılar, hücre ölümü başlatıldığında, bu kaspazların faaliyete geçtiğine karar vermişler. Daha sonra bunlar, düşen domino taşları gibi, bütün hücre ölene kadar yakındaki diğer kaspazlara yayılıyormuş.
Takım bir sonraki defa, vücudun bağışıklık tepkisinde tetikleyici dalgaları arayacak ve bu işleyişin, söz konusu tepkinin vücut boyunca yayılmasında pay sahibi olup olmadığına karar verecek.
Ferrell şöyle söylüyor: “Her tür canlıdaki protein ve genlerde bütün bu bilgilere sahibiz ve tekrarlayan içeriklerin hangileri olduğunu anlamaya çalışıyoruz”
“Uzun menzilli iletişimin, olumlu geribildirim döngüleri, eşikler ve uzamsal eşleşme işleyişleri gibi şeylere bağlı olan tetikleyici dalgalarla gerçekleştirilebildiğini gösterdik. Bu bileşenler, biyolojik düzenin her yerinde mevcut. Şimdi, tetikleyici dalgaların başka nerelerde bulunduğunu bilmek istiyoruz.”
Takımın araştırması, Science bülteninde yayınlandı.
ScienceAlert