Virüslerin DNA'sındaki "Karanlık Madde": Cilt Virüsleri, Bilinmeyen Gen Bölgelerini Açığa Çıkarıyor!

Son yıllarda bilim insanları normalde insanın cildinde yaşayan, sağlığa ve hastalığa etki eden bakterilerin sayısını belirlemede büyük gelişme sağladı. Şu an Pennsylvania Üniversitesi Perelman Sağlık Okulu'ndaki araştırmacılar son teknoloji tekniklerini insan cildinde yaşayan virüslerin sayısını araştırmak için kullanıyorlar. Çevirimiçi mBio jurnalinde yayımlanan araştırma, sağlıklı bir insan cildindeki çoğu virüsün DNA'sının aslında daha önce hiç tanımlanmamış birer viral “karanlık madde” olduklarını ortaya koydu. Araştırma ayrıca şu an ileri araştırma incelemelerinde kullanılmak için uygun olan bir dizi virüs analiz araçlarının geliştirilmesini de içeriyor.

Araştırmacılar ve halk, üzerimizde ve içimizde yaşan mikropların (“mikrobiyomlarımızın”) sağlığımızı korumamızda veya hastalığa sebebiyet vermede çok önemli bir rol oynadıklarının farkındalar. Ciltte yaşayan bakteriler de bu kategoriye dahil. Bu bakteriler, zararlı enfeksiyonlardan korunmamızda, düzgün bir cilt bağışıklığını sürdürmemizde ve yaralarımızın iyileşmesinde görev alıyorlar; fakat bazı koşullar altında tam tersi de olabiliyor. Araştırmanın yardımcı yazarı Pennsylvania Üniversitesi Dermatoloji Bölümü’nde akademisyen ve yardımcı profesör Elizabeth A. Grice, konu hakkında şunları söylüyor:

Deri hücrelerimize ve vücudumuzda barınan bakterilere etkilerinden ötürü bu virüslerin potansiyellerini anlamamıza ciddi bir ihtiyaç vardı. Teknik zorluklar sebebiyle şimdiye kadar bu alanda sadece küçük araştırmalar yapılabildi. Bu teknik zorluklardan biri, analiz için alınan deri parçacıklarının çoğunlukla insan ve bakteri DNA’sını barındırması, araştırılması hedeflenen viral genetik materyalin ise çok az olması. Bu durum, samanlıkta iğne aramaya benziyor.

Daha önceki haritalandırma denemelerinde, bütün bakteri ve insan DNA'larının arasındaki viral genetik materyali ayırt etmek için bilinen viral genlerin veritabanları kullanıldı. Fakat böyle bir yaklaşım veritabanlarında kataloglanmamış bir çok virüsün gözden kaçırılmasına neden oldu. Cilt parçacığından alınan virüs benzeri partiküllerin yalıtımında ve az sayıdaki genetik öğelerin analizlerinde iyiliştirilmiş tekniklerin kullanılması, araştırma ekibinin tamamen veritabanına bağlı kalmadan viral DNA'ları sıralamasını ve analiz etmesini sağladı.

16 sağlıklı bireyden alınan analiz örnekleri bazı sonuçların beklenildiği gibi olduğunu gösterdi. En çok karşılaşılan virüs, deri hücrelerine bulaşan, yaygın şişliklere neden olan ve cilt kanseriyle bağlantılı olan insan papilloma virüsüydü. Buna rağmen, virüs benzeri partiküllerde tespit edilen çoğu DNA, mevcut veritabanlarındaki viral genlerle eşleşmedi. Grice, bulguların sürpriz niteliği taşıdığını ve bu keşfedilmemiş alanın haritasının çıkarılmasına dikkat çekerek şunları ekledi:

Bulguların %90'dan fazlası bizim viral karanlık madde dediğimiz öğeydi – viral genetik materyallerin özelliklerine sahipti fakat taksonomik sınıflandırma yapılmamıştı.

Ayrıca buluşlar, cilt virüslerini cilt mikrobiyomlarına açıkça bağlayabildi. Tespit edilmiş çoğu viral DNA'nın, bakterilere bulaşan ve sıklıkla içlerinde uzun süreler konaklayan faj virüslerine ait olduğu ortaya çıktı. Grice ve çalışma arkadaşları, aynı 16 deneyden alınan cilt bakterilerinin DNA'larını sıraladığında, çoğunlukla aynı faj virüsleri tarafından bir önceki istiladan kalan – CRISPR boşlukçuları denilen – göstergeleri içerdiklerini keşfettiler.

Bununla birlikte sonuçlar, cildimizde yaşayan bir çok virüsün, cilt bakterilerimizde de bulunduğunu ve bu tür virüslerin mikrobiyomlar üzerindeki etkileri vasıtasıyla hala sağlığımızı etkileyebileceklerini öne sürüyor. Pennsylvania Üniversitesi araştırmacıları, faj virüslerinin DNA'larının, ev sahibi bakterilerinin antibiyotiklere karşı daha dirençli olmalarını sağladığına, zararlı bir enfeksiyon ihtimalini arttırdığına dair kanıtlar buldu.

Sonuçlar ayrıca cilt virüslerinin bulunduğu vücut bölgesine göre ciddi derecede değiştiğini gösterdi. Grice'ın takımı avuç içlerinden, alından, koltukaltından, göbekten, dirsekten ve diğer alanlardan örnek topladı. Dirsek bölgesinin bulguları, en yüksek çeşitliliğe sahipti; çünkü dirsek, ara ara açılan ve kapanan bir vücut bölgesi.

Araştırma, gelecekteki incelemeler için normal, sağlıklı bir zamandaki cilt virüsünün ve hastalık sırasındaki değişimine dair bir ana hat belirledi. Bununla beraber araştırma, diğer araştırmacılara bu tür incelemelerde kullanmak için hazır donanımlar sağladı – hatta Grice ve iş arkadaşları makalenin dayanaklarını, DNA sıralama analizi için tasarladıkları algoritmaları halka açık hale getirdi.

Grice ve takımı, bu metodları kullanarak cilt virüslerinin genomik çeşitliliğini, ultraviyole radyasyon ve antibiyotik kullanımı faktörleri karşısında cilt viromunun nasıl değiştiğini çalışıyorlar.