Bilim on yıllardan bu yana şizofrenden, otizme kadar birçok nörolojik bozukluğun genetik köklerine inmeye çalıştıysa da bugüne kadar çok fazla bilgi edinilemedi. Üstelik otizm için saptanan önemli genetik risk faktörleri örneğin tüm vakaların sadece küçük bir kısmını açıklayabiliyor. Sorun, hastalık riskini yükselten anahtar mutasyonların ender olmasından kaynaklanmakta.
Geçerli öğretiye göre, bedendeki her hücre kendi DNA’sına sahiptir ve her hücre çekirdeğindeki genetik talimatlar aynıdır. Fakat son araştırmalar bu varsayımın doğru olmadığını gösterdi. Somatik (bedensel) hücrelerde bazı doğal mutasyonlar var, her bireydeki çoklu kalıtım mutasyonları araştırmacılar tarafından somatik mozaik olarak tanımlanmakta. Biz her hücrenin aynı DNA’ya sahip olduğunu düşünüyorduk ama bu doğru değil.
The Brain Somatic Mosaicism Network (BSMN) grubu tarafından Science dergisinde yayımlanan araştırma yazısında, her hücrede bulunan genetik çeşitliliğin keşfedilmesi ve mutasyonlar ve nörolojik koşulların çeşitliliği arasındaki bağlantıların belirlenmesi için yeni teknolojilerin kullanıldığı bir rapor sunuluyor.
Konsorsiyum, (ölü insanlardan) sağlıklı beyin dokusu ve şizofren, otizm, bipolar bozukluk, Tourette sendromu veya epilepsi hastalarının beyin dokularına erişimi olan on beş Amerikan enstitüsünden on sekiz araştırmacıdan oluşuyor. Her ekip farklı örnekleri inceliyor.
Bir rapor fare beynindeki her nöronun genetik kodundaki harflerinde (tekil nükleotid varyantları veya SNV’ler) yüzlerce değişiklik olabileceğini, diğeri insan sinirlerinde binlercesinin bulunduğunu söylüyor.
DNA kopyalanırken oluşan hatalar
Bulgulara göre somatik mozaik istisna değil, her nöronun potansiyel olarak farklı bir kalıtımla birbirine bağlı olduğu bir kural söz konusu. Somatik mutasyonun başlıca sebebi DNA’nın kopyalanması sırasındaki hatalarla ilgili, bunlar hücrelerin bölünmesi sırasında meydana gelir.
Öncü sinir hücreleri beynin gelişimi sırasında, hızlı bir şeklide yetişkin beynin seksen milyar nöronunu üretebilmek için, on milyarlarca hücre olarak bölünürler. Her hücrenin, diğer tüm hücrelerin genetik malzemesine ait kopyalarını taşıdığı düşüncesi artık böylece zayıflamaya başladı.
Yetişkin nöronlar bölünmeyi bırakırlar ve bedende en uzun süre yaşayan hücrelerdir, bu yüzden de mutasyonlar beynin etrafında kalır. Ama ciltte veya bağırsaktaki hücreler bir hafta veya bir ay içinde somatik mutasyon geçirebilirler, mutasyonlarsa sonsuza dek beyne girer. Bu da sinirsel çevrimleri değiştirir ki bu değişim de nöropsikiyatrik hastalıkların riskini yükseltir diyor araştırmacılar.
Burada yanıtlanması gereken soru şu: Beyin bozukluğuyla ilişkili genler, somatik mutasyon barındırıyorlar mı? Spesifik genler sadece vakaların çok küçük bir kısmını açıkladığından, araştırmacılar sadece cinsellik hücrelerine bakıyorlar. İnsanların cinsellik hücrelerinde mutasyon olmasa da nöronların bir kısmında olabilir diyor uzmanlar.
Sinirsel çeşitlilik
Somatik mozaiğin aynı zamanda sinirsel çeşitlilikte de katkısı var. Bu da belki herkesteki farklılığın neden çevresel veya kalıtsal olmadığını açıklar. Somatik mozaiği daha iyi anladığımızda, kişiye özgünlük kadar belirtiler dizisini de bulabileceğiz, örneğin otizm daha iyi açıklanabilecek diyor Kaliforniya Üniversitesi sinirbilimcisi Alysson Muotri.
Somatik mutasyonlar farklı koşullarda ortaya çıkabilirler. Mesela DNA’nın kopyalanması sırasında veya DNA’nın (serbest radikaller veya çevresel stres yüzünden) hasar görmesi durumunda, kusurlu onarım mekanizmasıyla birlikte. SNV’lere ek olarak “indel” olarak bilinen mutasyonlar, sık sık küçük DNA parçalarında eklemelere ve iptallere yol açarlar. Kalıtımların içinde aynı zamanda “mobil genetik elementler” var ve bunlar hayatta kalabilmek için tıpkı parazit gibi zıplıyor veya kendi kopyalarını yaparak kendilerini kalıtımın herhangi bir yerine yerleştiriyorlar.
Mutasyon araştırma teknikleri
Bu mutasyonları araştırmanın birinci yolu beyin dokusunun tüm kalıtımını sekanslayacak teknolojiler kullanmaktır. Bu teknik çok sayıda çeşitliliği algılayabilir ama doku içindeki ender tipler, hücre toplulukları tarafından zayıflatılabilir. Hücrelere tek tek girdiğimizde yandaki hücreyle karşılaştırarak farklı olduğunu görebileceğiz. Bu gelişme biyoloji ve sinirbiliminde yepyeni bir başlangıç olacak diyor araştırmacılar. ºBilim insanları çalışmaların beynin mozaik görünümünü vermesini ve ruhsal bozuklukları mozaik yardımıyla anlamayı umuyorlar. Nitekim bu tür bilgiler tedavisi zor olan bir dizi bozukluklar için genetik hedeflerin keşfedilmesini sağlayabilecek.
Derleyen: Nilgün Özbaşaran Dede