DNA'mızın bazı bölümleri daha önce düşünülenden çok daha hızlı evrimleşebilir

Tarih: 23 Nisan 2025

Kaynak: Utah Üniversitesi Sağlık

Özet:

Bilim insanları, DNA'mızın en gizemli köşelerinden bazılarını çözerek, insan genomunun bazı bölümlerinin daha önce düşünülenden çok daha hızlı bir şekilde mutasyona uğradığını ortaya koydu. Utah'lı bir ailenin dört neslini son teknoloji dizileme araçlarıyla inceleyen araştırmacılar, kişi başına yaklaşık 200 yeni genetik değişiklik ortaya çıkardı; bunların çoğu, bir zamanlar incelenmesi çok zor olduğu düşünülen bölgelerdeydi.

İnsan DNA'sının nesiller boyunca nasıl değiştiğini bilmek, genetik hastalık risklerini tahmin etmek ve nasıl evrimleştiğimizi anlamak için çok önemlidir. Ancak DNA'mızın en değişken bölgelerinden bazıları, şimdiye kadar araştırmacıların erişimine kapalıydı.

Utah Üniversitesi Sağlık, Washington Üniversitesi, PacBio ve diğer kurumlardan oluşan bir araştırma ekibi, nesiller boyunca genetik değişimin bugüne kadarki en kapsamlı atlasını geliştirmek için birden fazla DNA dizileme teknolojisi kullandı. Yeni araştırma, insan genomunun bazı bölümlerinin daha önce bilinenden çok daha hızlı değiştiğini ortaya koyarak, insan hastalıklarının ve evriminin kökenlerine dair yeni bakış açılarının temelini attı.

Yazar Dr. Lynn Jorde, "Bizi diğer türlerden ayıran şey mutasyonlardır," diyor. "Bizi insan yapan şeyin çok temel bir özelliğine ulaşıyoruz."

Biyolojik "ışık hızı"

Araştırmacılar, ebeveynlerin genomlarını çocuklarınınkiyle karşılaştırarak yeni mutasyonların ne sıklıkla meydana geldiğini ve nesilden nesile aktarıldığını tespit edebildiler. Jorde, bu oranın insan biyolojisini anlamak için ışık hızının fiziği anlamak için olduğu kadar temel olduğunu söylüyor. Utah Üniversitesi Spencer Fox Eccles Tıp Fakültesi'nde (SFESOM) insan genetiği profesörü olan Jorde, "Bu gerçekten bilmeniz gereken bir şey: varyasyonun türümüze girme hızı," diyor. "Bireyden bireye gördüğümüz tüm genetik varyasyonlar bu mutasyonların bir sonucudur." Zamanla bu değişiklikler, göz rengimizdeki farklılıklardan laktozu sindirme yeteneğimize ve nadir görülen genetik hastalıklara kadar her şeye yol açtı.

Araştırmacılar, her insanın ebeveynlerinden farklı yaklaşık 200 yeni genetik değişikliğe sahip olduğunu tahmin ediyor. Bu değişikliklerin çoğu, incelenmesi özellikle zor olan DNA bölgelerinde meydana geliyor.

SFESOM'da insan genetiği profesörü ve bölüm başkanı ve çalışmanın yazarlarından Dr. Aaron Quinlan, insan genetik değişimini incelemeye yönelik önceki çabaların genomun en az mutasyona uğrayan kısımlarıyla sınırlı olduğunu söylüyor. Ancak yeni çalışma, insan DNA'sının en hızlı değişen bölgelerini, yani Quinlan'ın "daha önce dokunulmaz" olarak tanımladığı bölgeleri ortaya çıkarmak için gelişmiş dizileme teknolojilerini kullandı.

"Genomumuzun çılgınca değişken kısımlarını gördük, neredeyse her nesilde bir mutasyon oluyordu," diyor. DNA'nın diğer bölümleri daha kararlıydı.

Jorde, yeni kaynağın "Hastalıktan etkilenen bir çocuğunuz varsa, bunun ebeveynden mi yoksa yeni bir mutasyondan mı kaynaklandığı muhtemeldir?" sorusunun yanıtlanmasına yardımcı olarak genetik danışmanlık için önemli bir destek olabileceğini söylüyor. "Mutasyon odak noktalarındaki" değişikliklerden kaynaklanan hastalıkların, ebeveynlerinden aktarılmak yerine, çocuğa özgü olma olasılığı daha yüksektir. Bu, ebeveynlerin aynı hastalığa sahip başka çocuklarının olma riskinin daha düşük olduğu anlamına gelir. Ancak genetik bir değişiklik ebeveynlerden miras alındıysa, bu ebeveynlerin gelecekteki çocuklarının hastalığa yakalanma riski daha yüksektir.

Platin soyağacı

Araştırmacıların keşfi, 1980'lerden beri İnsan Polimorfizmi Araştırma Merkezi konsorsiyumunun bir parçası olarak genetik araştırmacılarıyla çalışan ve İnsan Genomu Projesi için paha biçilmez değerde olan bir Utah ailesine dayanıyordu.

Ailenin dört nesli DNA bağışında bulunup analiz edilmesine onay verdi; bu da araştırmacılara yeni değişikliklerin nasıl ortaya çıktığı ve ebeveynlerden çocuklara nasıl aktarıldığı konusunda olağanüstü derinlemesine bir bakış açısı sağladı. SFESOM'da iç hastalıkları alanında araştırma görevlisi ve çalışmanın yazarlarından Dr. Deborah Neklason, "Bu kadar geniş ve derin bir aile, inanılmaz derecede eşsiz ve değerli bir kaynaktır," diyor. "Nesiller boyunca genomdaki çeşitliliği ve değişiklikleri inanılmaz ayrıntılarla anlamamıza yardımcı oluyor."

Her iki dünyanın en iyisi

Zaman içindeki genetik çeşitliliğin eksiksiz ve yüksek çözünürlüklü bir resmini elde etmek için ekip, her bir kişinin DNA'sını birden fazla farklı teknoloji kullanarak diziledi. Bazı teknolojiler DNA'daki mümkün olan en küçük değişiklikleri tespit etmek için en iyisidir; diğerleri ise büyük değişiklikleri tespit etmek ve dizilenmesi zor olan genom kısımlarını görmek için tek seferde devasa DNA parçalarını tarayabilir. Aynı genomları birden fazla teknoloji kullanarak dizileyerek araştırmacılar her iki dünyanın da en iyisini elde ettiler: hem küçük hem de büyük ölçekte doğruluk.

Araştırmacılar, gelecekteki çalışmalarında kapsamlı dizileme tekniklerini daha fazla kişiye uygulayarak genetik değişim hızının farklı aileler için farklı olup olmadığını görmeyi umuyorlar. Quinlan, "Bu ailede gerçekten ilginç şeyler gördük," diyor. Bir sonraki soru ise şu: "Hastalık riskini veya genomların nasıl evrimleştiğini tahmin etmeye çalışırken bu bulgular aileler arasında ne kadar genelleştirilebilir?"

Dizileme sonuçları, diğer araştırmacıların kendi çalışmalarında verileri kullanabilmeleri için ücretsiz olarak erişime açılacak ve bu da insan evrimi ve genetik hastalıklar hakkında daha fazla bilgi edinilmesine kapı açacak.

Çalışma, Ulusal Sağlık Enstitüleri'nin (hibe numaraları R01HG002385, R01HG010169, U24HG007497, 5K99HG012796-02, R00HG011657, R35GM118335 ve GM147352), Terry Fox Araştırma Vakfı'nın (hibe numarası 1074) ve Kanada Sağlık Araştırmaları Enstitüleri'nin (hibe numarası 159787) sağladığı fonlarla desteklenmiştir.