Yeni bir araştırma, fare genomunda bulunan ve ilkel viral enfeksiyonlardan miras kalan bir DNA parçasının, anne karnındaki erken embriyonik gelişim için hayati önem taşıdığını ortaya koyuyor. Bu viral DNA, embriyonik hücrelerin vücuttaki neredeyse her hücre tipine dönüşme potansiyelini veren genleri aktive ediyor.
MERVL olarak bilinen bu viral DNA, 'Dux transkripsiyon faktörü' adı verilen bir protein tarafından tetikleniyor. Bu protein, DNA dizisine bağlanarak embriyonun gelişimini başlatıyor. Farelerde anne karnında önemli bir rol oynayan Dux'un aktivitesi uzun süre devam ederse hücre ölümüne neden olabiliyor. İnsanlarda Dux'un karşılığı olan DUX4 proteini ise, genetik kodundaki bazı sorunlar nedeniyle kas hücrelerinde fazla aktif kaldığında, günümüzde tedavisi olmayan ve ilerleyici kas kaybına yol açan yüz-omuz-kol kas distrofisi (FSHD) hastalığına neden oluyor.
Yapılan yeni çalışma, MERVL ve Dux'un anne karnındaki rollerini aydınlatmakla kalmayıp, bu faktörlerin ileriki yaşamda ortaya çıkabilen zararlı etkilerini de ayırt ediyor. Bu önemli çalışmanın, embriyonik gelişimdeki bu karmaşık süreci daha iyi anlamamıza yardımcı olması bekleniyor.
Bilim insanları, CRISPR aktivasyonu (CRISPRa) adı verilen gen düzenleme aracını kullanarak Dux ve MERVL arasındaki yakın ilişkiyi incelediler. Geleneksel CRISPR'dan farklı olarak, CRISPRa DNA'nın yapısını değiştirmeden belirli genlerin aktivitesini artırıyor.
Araştırmacılar, MERVL'i tek başına aktive ettiklerinde, kök hücrelerin 'totipotens' yani her hücre tipine dönüşebilme yeteneği kazandığını gözlemlediler. Ancak bu hücrelerin bazı temel özelliklerden yoksun olduğu anlaşıldı. Bu durum, MERVL'in erken embriyonik gelişimde önemli bir rolü olsa da, Dux'un da bu süreç için gerekli olduğunu gösteriyor. Öte yandan, yalnızca Dux'u aktive etmek, doğal erken embriyonik hücrelere daha çok benzeyen hücreler üretti. Bu da Dux'un, MERVL'den bağımsız olarak embriyonik gelişim için gerekli genleri aktive ettiğini düşündürüyor.
Dux ve MERVL'in erken embriyonik gelişimdeki yakın bağlantısı nedeniyle, bilim insanları MERVL'in ileriki yaşlardaki zararlı etkilere de katkıda bulunabileceğini düşünüyordu. Ancak yeni çalışma, bu durumun böyle olmadığını öne sürüyor. Dux'un hücre ölümünü nasıl tetiklediği incelendiğinde, Dux'un NOXA genini aktive ettiği ve bu genin hücre ölümünü tetikleyen bir protein ürettiği ortaya çıktı. NOXA geni olmadığında, Dux'un neden olduğu hasar önemli ölçüde azaldı. Bu da toksisitenin sorumlusunun MERVL değil, NOXA olduğunu gösteriyor.
NOXA'nın, insanlardaki kas hastalığı FSHD'de zaten yüksek seviyelerde olduğu biliniyordu. Bu nedenle, NOXA'yı engelleyen bir ilaç geliştirmenin, hastalarda kas hücrelerinin ölümünü önleyerek daha sağlıklı kas dokusu elde edilmesine yardımcı olabileceği düşünülüyor.
Araştırmacılar, MERVL'in insan genomunda bulunmadığını, ancak insan genomundaki bazı bölgelerin MERVL'e eşdeğer olabileceğini düşünüyor. Farelerde olduğu gibi, bu DNA parçaları da ilkel viral enfeksiyonlardan kalma izler taşıyor. Bu bulgular, ilkel insan embriyolarının da farelerde görülen mekanizmalarla gelişip gelişmediği ve insanlardaki hangi ilkel viral DNA parçalarının MERVL benzeri roller üstlenebileceği gibi önemli soruları gündeme getiriyor.
