Bir hayvanın kromozom sayısını değiştirmek, evrim süreci boyunca doğada milyonlarca nesil sürebilir – ve şimdi, bilim adamları aynı değişiklikleri laboratuvar farelerinde göz açıp kapayıncaya kadar yapabildiler.
kullanan yeni yöntem Kök hücreler Gen düzenleme büyük bir başarıdır ve ekip, kromozomal yeniden düzenlemelerin hayvanların zaman içinde gelişme şeklini nasıl etkilediği hakkında daha fazla bilgi vereceğini umuyor.
Kromozomlarda -hücrelerin içindeki protein ve DNA zincirlerinde- genlerimizi buluruz, ebeveynlerimizden kalıtılır ve bizi biz yapmak için birbirine karışır.
Fareler ve biz insanlar gibi memeliler için kromozomlar genellikle çiftler halinde gelir. Germ hücrelerinde olduğu gibi istisnalar vardır.
Genellikle, döllenmemiş embriyonik kök hücreler, DNA’yı değiştirmeye başlamak için en iyi yerdir. Bununla birlikte, sperm hücresi tarafından sağlanan bu ekstra kromozom setinin olmaması, hücreleri, vücudu inşa etme görevi için kromozomların aktif olarak işaretleneceği genleri müzakere etmede önemli bir adımdan mahrum bırakır.
Bu süreç – damgalama – genomun büyük parçalarını yeniden yapılandırmaya hevesli mühendisler için bir engel oldu.
“Genomik damgalama sıklıkla kaybolur, bu da haploid embriyonik kök hücrelerde hangi genlerin aktif olması gerektiği hakkındaki bilgilerin kaybolduğu anlamına gelir, bu da pluripotensi ve genetik mühendisliğini sınırlar.” o diyor Çin Bilimler Akademisi’nden biyolog Li-Bin Wang.
“Son zamanlarda, üç damgalanmış bölgeyi silerek, hücrelerde tutarlı, sperm benzeri bir damgalama modeli oluşturabileceğimizi keşfettik.”
Normalde damgalanmış bu üç bölge olmasaydı, kalıcı kromozom füzyonu mümkün olabilirdi. Deneylerinde, araştırmacılar orta büyüklükteki kromozomlardan ikisini (4 ve 5) ve en büyük kromozomlardan ikisini (1 ve 2) iki farklı yönde birleştirdi ve üç farklı düzenlemeyle sonuçlandı.
Her ne kadar üreme normalden daha yavaş olsa da, genetik kodu farelerin yavrularına geçirme açısından en başarılı kromozom 4 ve 5’in füzyonuydu.
Birinci ve ikinci füzyonlardan biri fare yavruları üretmedi, diğeri ise 4 ve 5 numaralı kromozomların füzyonu tarafından üretilenlerden daha yavaş, daha büyük ve daha endişeli fare yavruları üretti.
Araştırmacılara göre doğurganlıktaki azalma, kromozomların hizalamadan sonra nasıl ayrıldığından kaynaklanmaktadır ki bu doğal bir şekilde gerçekleşmemektedir. Kromozomal yeniden düzenlemenin kritik olduğunu gösterir. üreme izolasyonu Bir türün gelişme ve ayrı kalma yeteneğinin önemli bir parçası.
“Laboratuvar faresi, 100 yılı aşkın yapay üremeden sonra standart 40 kromozomlu karyotipi – veya bir organizmanın kromozomlarının tam resmini – korumuştur.” o diyor Çin Bilimler Akademisi’nden biyolog Zhi-Kun Li.
“Ancak, daha uzun süreler boyunca kromozomal yeniden düzenlemelere bağlı karyotip değişiklikleri yaygındır. Kemirgenler milyon yılda 3,2 ila 3,5 yeniden düzenlenme gösterirken, primatlar 1,6’ya sahiptir.”
Bunu bağlam içine koymak gerekirse, kromozomal yeniden düzenlemelerdeki nadir sıçramalar, atalarımızın evrimsel yollarını yönlendirmeye yardımcı oldu. Örneğin gorillerde ayrı kalan kromozomlar, insan genomumuzda tek bir kromozomda birleştirilir.
Bu tür değişiklikler birkaç yüz bin yılda bir meydana gelebilir. Burada laboratuvarda yapılan genetik modifikasyonlar nispeten küçük ölçekte olsa da, kanıtlar, ilgili hayvanlar üzerinde bazı dramatik etkileri olabileceğini gösteriyor.
Hâlâ erken günler – ve sonuçta bu bilimsel bir başlangıç – ancak o zaman, insan soyundaki yanlış hizalanmış veya hatalı biçimlendirilmiş kromozomları düzeltmek için bir fırsat olabilir. Bireylerde kromozom füzyonu ve translokasyonlarının çocukluk çağı lösemisi dahil olmak üzere sağlık sorunlarına yol açabileceğini biliyoruz.
“Bir kromozomal yeniden düzenleme olayının tür evriminin arkasındaki itici güç olduğunu ve memelilerde büyük ölçekli DNA mühendisliği için potansiyel bir yol sağlayarak üreme izolasyonu için önemli olduğunu deneysel olarak gösterdik.” o diyor Bana ait.
Arama yayınlandı Bilimler.