Yılanlarda Genetik Mutasyonla Ortaya Çıkan Yeni Deri Rengi Kombinasyonları, Hayvanlarda Deri Renginin Evrimsel Kökenlerini Aydınlatıyor!

Mısır yılanının lavanta çeşidinin bir mutasyonu, Cenevre Üniversitesi (UNIGE) takımının omurgalılardaki olağanüstünü çeşitlilikteki deri renklerinden sorumlu mekanizmaları anlamasına yardımcı oluyor.

Omurgalıların ten rengi, derinin derin katmanlarında bulunan kromatoforlara, yani renkli pigment hücrelerine bağlıdır. Cenevre Üniversitesi'nde sürüngenlerde genetik determinizm ve renk evrimi uzmanlarından oluşan bir takım, mısır yılanı türlerinde farklı bireyler tarafından kullanılan çeşitli renkler üzerinde çalışıyor.

PNAS dergisinde yayınlanan araştırma, mısır yılanının lavanta çeşidindeki donuk rengin, hücrelerin boşaltım organelleri olan lizozomların oluşumunda rol oynayan bir genin mutasyonundan kaynaklandığını gösteriyor.^[1] Bu tek mutasyon, her cilt rengini etkilemek için yeterli ve hem yansıtıcı kristallerin hem de pigmentlerin lizozomla ilişkili keseciklerde depolandığını gösteriyor. Cenevre Üniversitesinin bu çalışması, omurgalıların derisindeki renklerin ve desenlerin kökenini anlamakta önemli bir adım.

Kromatoforlar, pigmentlerin varlığı veya kristallerin ışığı yansıtması sayesinde cilt rengini belirler. Üç tür kromatofor vardır: siyah veya kahverengiden sorumlu olan melanofor; kırmızı ve sarı için ksantofor; birden fazla rengi yansıtan kristallere sahip iridofor. Memelilerde yalnızca melanofor bulunurken, sürüngenler ve balıklar üç tür kromatoforu taşır, yani çok farklı renk ve renk deseni sergileyebilirler.

Melanoforların pigmentlerini, lizozomla bağlantılı organellerde depoladığı bilinmektedir. Hücrelerdeki fonksiyonel olmayan molekülleri sindiren bu küçük kesecikler, lizozom organeli ile aynı kökene sahiptir. Kırmızı ve sarı pigmentlerin ve kristallerin kromatoforların içinde nerede depolandığı bilinmemektedir.

Yılanlar Pembeleştiğinde...

Mısır yılanlarının (Pantherophis guttatus) derisi, siyah daire içine alınmış kırmızı bir sırta ve yan noktalar ile süslenmiş turuncu bir tabana sahiptir. Bu türler mutasyon geçirerek, deri renklerinde bazı çeşitliliklere sahip olur. Mesela lavanta mısır yılanın derisi gri noktalı pembe renktedir.

Cenevre Üniversitesi Fen Bilimleri Fakültesi Genetik ve Evrim Bölümü araştırmacısı Athanasia Tzika ve doktora öğrencisi Asier Ullate-Agote tarafından yapılan deneylerde renklerin değişmesinin lizozom hareketini düzenleyen LYST genindeki tek bir mutasyondan kaynaklandığı tespit edildi. Çalışmayı yürüten Tzika, yılanlar yılda bir kez yavruladıkları, tüm genomu sıralamak ve genleri baştan tanımlamak zorunda oldukları için bunun çok uzun vadeli bir iş olduğunu belirtiyor.

Anahtar Organ: Karaciğer!

İnsanlarda LYST geninde oluşan mutasyonlar albinizmle özdeşleşen Chediak-Higashi Sendromuna, bu sendrom ise bağışıklık sisteminin bozulmasına ve büyümüş lizozomların birikimine sebep oluyor.

Cenevre ekibi, çok sayıda lizozom içeren omurgalıların ana karaciğer hücreleri olan hepatositlerini analiz edip mısır yılanları üzerindeki çalışmalarını sürdürdü. Bu çalışmaların sonucunda bilim insanları, lavanta mısır yılanlarının hepatositlerinin çok daha büyük ve kümelenmiş lizozomlar içerdiğini buldu. Bilim insanları elektron mikroskobu kullanarak, tüm kromatoforlardaki renkli keseciklerin morfolojisinin ve düzeninin değiştiğini gözlemledi.

Evrimin Sonucu!

Cenevre Üniversitesi Genetik ve Evrim bölümü profesörü Michel Milinkovitch detaylı açıklaması şu şekilde:

Çalışma, mutant geni tanımlayarak, ilk kez farklı kromatoforların evrim sırasında sıfırdan oluşmadığını; ancak hepsinin lizozomla bağlantılı organelleri kapsayan temel bir mekanizma içerdiğini gösterdi.

Gelecekteki çalışmalar; omurgalılardaki olağanüstü çeşitlilikteki cilt renkleri ve renk desenlerinden sorumlu mekanizmaların, kamuflaj gibi farklı ve gerekli işlevlerde rol oynayan özelliklerinin, tür içi iletişimlerinin ve güneşin zararlı etkilerine karşı korunmalarının daha iyi kavranmasını sağlayacaktır.