İnsanlığın uzak geçmişinde atalarımızı enfekte etmiş virüslerden geriye kalan DNA parçalarının, yeni insan yaşamının başlangıcında kritik bir rol oynayabileceği ortaya çıktı. Yapılan yeni araştırmalar, bu virüs kalıntılarının yaşamın ilk anlarında adeta birer 'kıvılcım' görevi gördüğünü gösteriyor.
Araştırmacılar, "Sonuçlarımız, yakın zamanda ortaya çıkan genlerin insanlarda gelişimsel olarak ne kadar önemli işlevler sunabileceğini gözler önüne seriyor" açıklamasında bulundu.
Elde edilen bulgular, döllenmeden yaklaşık beş gün sonraki embriyonik gelişim aşaması olan blastosistin yapay olarak taklit edildiği bir kök hücre kümesi kullanılarak elde edildi. Bu 3 boyutlu model, embriyonun rahme tutunmasından hemen önceki gelişimsel aşamayı başarıyla temsil ediyor.
Araştırmacılar, LTR5Hs olarak bilinen bir grup kalıntı virüs genini devre dışı bıraktıklarında, embriyonik modelin ya düzensiz bir hücre yığınına dönüştüğünü ya da tamamen öldüğünü gözlemlediler. LTR5Hs olmadan, blastoidin üç katmanlı yapısının orta katmanı (epiblast) düzgün bir şekilde oluşamıyor.
İnsan DNA'sının %9'una kadarının, eski virüs istilacılarından gelen genetik materyalden oluştuğu biliniyor. Bu endojen retrovirüs kalıntıları, milyonlarca yıl önce atalarımızın üreme hücrelerinin genetik materyaline sızmış ve günümüzde genetik yapımızın ayrılmaz bir parçası haline gelmiş durumda.
LTR5Hs'nin insan atalarımızda yaklaşık 5 milyon yıl önce ortaya çıktığı düşünülüyor. Evrimsel standartlara göre bu, genombilimimizdeki nispeten yakın bir değişim olarak kabul ediliyor.
Araştırmacılar, "İnsan genomundaki LTR5Hs genomik yerleşimlerinin çoğunun sadece kendi türümüze özgü olduğunu gösterdik" diye açıklıyor. Ayrıca, "LTR5Hs aktivitesinin blastoid oluşumu ve çizgi kimliği için gerekli olduğunu kanıtladık" ifadelerini kullandılar.
Araştırmacılar, bu düzenleyici genin, kök hücre çoğalması ve hücre kimliğinin belirlenmesinde önemli bir rol oynayan ZNF729 adlı gen dahil olmak üzere yakındaki diğer dizilerin ifadesini artırmaktan sorumlu olduğunu tespit etti. ZNF729'un düşük ifadesi, embriyonik dokunun bir katmanının yanlış oluşmasına neden oluyor.
Ekip, LTR5H gen grubunun ZNF729'u artırarak atalarımıza önemli bir evrimsel avantaj sağladığına inanıyor.
Araştırmacılar, "Bu gözlemler, gen-düzenleyici ağların evrimsel yeniden yapılanmasının yalnızca türe özgü yenilikler yaratmakla kalmayıp, aynı zamanda yeni bağımlılıklar oluşturarak yakın zamanda ortaya çıkan [düzenleyici] elementlere ve genlere esansiyellik kazandırabileceğini düşündürüyor" sonucuna varıyor.
