Altıncı Nükleotit: Sitozinin Bilinmeyen Versiyonu, Gözden Kaçan DNA Dizilerini Bulmamızı Sağlayabilir!

Bir kitabı baştan sona okuduğunuzu düşünün fakat gözlükleriniz yüzünden "m" harfi ile ‘n’ harfini ayırt edemediniz. Acaba ne kadar çok detayı kaçırırsınız? 

Normalde bildiğimiz ve DNA ve RNA'nın tümünü oluşturan nükleotitler 5 tanedir: Adenin, Timin, Guanin, Sitozin ve Urasil. Genetik bilimciler, DNA alfabesinde "altıncı bir nükleotidin" bulunması sonucu benzer bir problemle karşılaştılar: Sitozin olarak bildiğimiz molekülün, aslında 2 farklı versiyonu bulunuyor olabilir. Ancak bu versiyonlar (nükleotit modifikasyonları) birbirine o kadar benziyorlar ki, dikkatsiz bir gözden kaçmaları çok kolay. Fakat bu iki versiyonun, birbirinden çok ayrı görevleri var gibi gözüküyor. Ne var ki bugüne kadar bilim insanları, bu modifikasyonların olduğu doku ve hücre tiplerini bu kadar ayrıntılı inceleyemiyordu.

Şikago, Kaliforniya, San Diego, Emory Üniversitesi ve Ludwig Kanser Araştırma Enstitüsü’nden bir grup araştırmacı bu eksikliği gidermek için yeni bir yöntem geliştirdi. Ekip bu teknik sayesinde insan ve fare embriyonik kök hücrelerindeki 5-metilsitozin (5-mC) ve 5-hidroksilmetilsitozini (5-hmC) haritalamayı başardılar ve böylece embriyonun oluşumuyla ilgili bilgiler ortaya çıktı. Bu çalışmalar gösterdi ki bu DNA modifikasyonları hücre farklılaşması, beyin fonksiyonları gibi yaşamın ilk evrelerinde başrolü oynuyor. Şikago Üniversitesi’nde kimya profesörü olan Chuan He şöyle anlatıyor:

Bu yapılar gen ifadesini düzenliyorlar, kök hücre gelişiminde ve kanser gibi hastalıklarda önemli roller oynuyorlar. İnsan beyninin gelişimini bile şekillendirebilirler!

Bilim insanları yıllardır 5-mC yapılarını inceliyordu. Ancak birkaç yıl önce araştırmacılar 5-hmC’nin DNA’da sadece önemli seviyelerde bulunduğunu fark ettiler. 5-mC genelde protein sentezi oluşturmayan genler üzerinde bulunur ve genlerin kapalı kalmasına yardımcı olur. Buna karşın, 5-hmC aktif genlere yardım eder. Özellikle de beyin hücrelerine...

5-hmC ölçümü için kullanılan bir yöntem de TAB-Seq yöntemi. Bu yöntemle 5-hmC’nin tüm genomunun ilk haritası başarıyla oluşturuldu. Salk Enstitüsü’nde profesör Joseph Ecker şöyle söylüyor:

Bu tüm 5-hmC haritalamada büyük bir buluş ve ileriki DNA sıralama metotlarını oluşturmada büyük bir adım.

Ludwig Enstitüsün’de insan embriyonik hücrelerinin 5-hmC genom analizini gerçekleştirmiş olan Gary Hon TAB Seq metoduyla ilgili şunları ekliyor:

Bu tekniği kullanarak 5-hmC modifikasyonunun gene ekspresyonunu düzenleyen alanlarda çok fazla olduğunu gördük. 5-hmC’nin bu potensiyel düzenleyici rolü onun embriyonik kök hücrelerindeki önemini ve neden lösemi gelişimine sebep olabileceğini açıklıyor.

Emory Üniversitesi’nden doçent doktor Jin şunları söylüyor: 

5-hmC’nin tüm fonksiyonlarını görebilmek için onun zaman içinde nasıl ortaya çıktığı ve kaybolduğu ile ilgili daha fazla araştırma yapılması gerekiyor. Bu TAB Seq tekniği bize ve diğer araştırmacılara yüksek çözünürlükte daha fazla bilgi verecektir.