Embriyonik Diyapoz: Memeli Hayvanlar, Hamileliği Çevre Şartlarına Göre Durdurup, Geciktirebiliyorlar!

Çiftleşme ile yavrunun doğumu arasında geçen sürenin bile dışarıdan gelen sinyallere bağlı olduğunu söylesek ne dersiniz? Nerede duruyor bu sperm de bu yumurta döllenmeden kalıyor diyebilirsiniz; ama şaşırtıcı bir şekilde beklemeye alınan yapı, embriyonun ta kendisi!

Embriyonik diyapoz (İng: "embriyonic diapause") embriyonun blastokist evresinde çok düşük bir metabolizma düzeyi ve bölünme hızıyla, türden türe değişen bir zaman diliminde kalmasıdır. Bu ilginç olay, şu ana kadar 130'dan fazla memeli türünde gözlendi ve bu türlere, yakından tanıdığımız fareler ve ayılar da dahil. Hamileliğin bu şekilde geciktirilmesi mevsimsel olarak değişen yemek kaynaklarına, sıcaklığa, fotoperiyoda ve emzirmeye elverişli dönemlere göre belirlenir. Bir yıla kadar bile uzayabilen bu sürenin sonunda başarılı bir hamileliğin gerçekleşmesi ise hazır bir rahme, embriyoyla rahim arasındaki sinyalleşmeye ve çeşitli hormon seviyelere bağlı.

Diyapoz süresince blastokist ya tamamen sessiz (İng: "quiescent") bir evreye girer ya da çok yavaş bir hızda büyümesini sürdürür. Hatta bazı canlılarda blastokist zona pellusida adı verilen koruyucu glikoprotein yapıyı da kaybetmez. Bu olay, bir üreme stratejisi olarak düşünüldüğünde ,bu yöntemi uygulayan türlerin bundan iki şekilde yararlanabileceği görülür: Çiftleşen dişinin belli bir sezonda tek seferde maksimum sayıda yavruyu dünyaya getirmesi ilk avantaj olurken, çevre şartlarının en uygun olduğu zamanı bekleyerek yine olabilecek maksimum sayıda yavruyu dünyaya getirmek ikinci avantaj olarak görülebilir. Bu da demek oluyor ki, embriyonik diyapoz ya seçici bir şekilde anne sütüne bağlı laktasyonel diyapoz olarak gerçekleşir ya da embriyonun her gebelik için gerçekleşeceği şekilde sezonluk diyapoz olarak gerçekleşir.

Laktasyonal diyapozu kullanan memelilere örnek olarak fare verilebilir. Eğer farenin hala emzirdiği bir yavrusu mevcutsa süt üretimini sağlayan prolaktin hormonun seviyesi yükselir ve yüksek prolaktin döllenmiş yumurtanın rahme yerleşmesi için gerekli olan östrojen hormonunun yükselmesinin engeller. Böylece rahme yerleşemeyen blastokist embriyonik diyapoz evresine girmiş olur ve bu evre bir gün ile birkaç hafta arasında sürebilir.

Sezonluk diyapoz ise ayıgiller gibi etçil hayvanlarda yaygın olarak görülür ve bu konuda üzerinde en çok çalışılan hayvan Amerikan vizonudur. Yukarıda belirttiğimiz gibi sezonluk diyapoza yol açan faktörler türden türe değişir. Amerikan vizonu için bu faktör organizmanın günlük aldığı aydınlanma miktarı olarak tanımlanabilecek fotoperiyoddur. Amerikan vizonları Şubatt'an Mart sonuna kadar çiftleşir fakat blastokistler yüksek melatonin seviyesinin yol açtığı düşük prolaktin seviyesinden dolayı embriyonik diyapoz evresine girer. Bu evreden çıkış ise günlerin uzamaya başladığının işareti olan 21 Mart bahar ekinoksu ile gerçekleşir.

Pixabay

Moleküler Mekanizması

2020 yılının Ocak ayında Developmental Cell dergisinde yayınlanan bir makalede bu sürecin moleküler mekanizmasına ışık tutacak bazı sonuçlar elde edildi. Besin algılama, hücre büyümesi ve gelişmesi gibi konularda kilit rol oynayan serine/treonin kinazı mTOR proteinin inhibisyonunun diyapoz benzeri bir pluripotent durumu tetiklediği bulundu. Ayrıca bu durumun, gerçekte olduğu gibi geri döndürülebilir bir evre olduğu da kanıtlandı. Açlığa bağlı olarak LKB1-AMPK yoluyla inhibe edilen mTOR glikoliz artımına da yol açtığı gösterildi. Aynı zamanda protein sentezi, lipid sentezi ve purin bazının sentezi gibi önemli görevleri olan glutamin amino asidinin de embriyonik diyapoz durumunda kalmak için gerekli bir faktör olduğu belirlendi.

Bu Özelliği Anlamak Ne İşimize Yarar?

Embriyonik diyapoz sırasında bazı blastokistlerin tamamen sessiz bir evreye girebildiğinden bahsetmiştik. Buna benzer bir mekanizma bazı kanser hücrelerinde ve yaşlanmış kök hücrelerde de görülebildiği için bu mekanizmanın çözülmesi bu sessiz evrenin yarattığı sorunların çözümüne katkı sağlayabilir. Ayrıca tüp bebek araştırmaları için de klinik yararlar sağlayabilir.