Paylaşım Yap
Tüm Reklamları Kapat

Tardigradların Genetik Hazinesi, COVID-19 Gibi Hastalıklara Karşı Bizi Koruyabilir mi?

Tardigradların Genetik Hazinesi, COVID-19 Gibi Hastalıklara Karşı Bizi Koruyabilir mi? Cédric Marendaz
7 dakika
1,610
Tüm Reklamları Kapat

Tardigradlar bilindiği üzere dünyanın en dayanıklı hayvanı unvanını elinde barındıran canlı grubudur. Bu unvanı 2007 senesinde gerçekleştirilen foton-m3 projesi bünyesinde yer alan TARDIS adlı misyonda elde etmiştir. TARDIS misyonu kapsamında düşük dünya yörüngesinde (yerden 160 km ila 2.000 km yükseklikte bulunan yörünge) konumlanan deney düzeneğinde, hiçbir filtre olmaksızın çıplak güneş ışığına dahi dayandıkları gözlemlenmiştir. Bu dayanıklılıkları ardından kelimenin tam anlamı ile "meşhur" olan tardigradların gün geçtikçe dayanıklılık mekanizmalarının aydınlatılması adına yapılan çalışmaların sayısı artmıştır.

Bu çalışmaların başında tardigradlarda ve pek çok canlı grubunda da gözlemlenen çevresel olumsuzlukları karşı koruma formu olarak karşımıza çıkan kriptobiyozun keşfi yatmaktadır. Tardigradlar sahip oldukları kriptobiyoz (gizli yaşam süreci) sayesinde çeşitli çevresel streslere karşı korunma göstermekle beraber, bazı tardigrad türleri kelimenin tam anlamıyla aşırıya kaçarak ökaryotik bir hücrenin sınırlarını zorlamaktadır. Zorlanan bu sınırlar öylesine uçtur ki dünya üzerinde rastlanmamış çevresel stres değerlerine dahi dayanıklılık gösterir.

Sadece dayanıklılıklarını lafta bırakmak ile olmaz; dilerseniz birkaç örnekle tardigradların dayanıklılık değerlerini gözler önüne serelim:

Tüm Reklamları Kapat

  • Tun (uzuvlarını gövdesine doğru çektiği kapalı formu) formundayken atmosferik koşullarda 9-20 yıl arasında, dondurulmuş durumda 30 yıla kadar hayatta kalabilir.
  • Sıvı nitrojen ile -253oC dondurulduğunda 21 aya dayanabilmekle beraber -272oC’de yani mutlak sıfırın sadece 1 derece üstünde birkaç gün dayandıkları bilinmektedir.
  • 151oC’de yaklaşık 15 dakika boyunca hayatta kalabilmektedir.
  • Uzay gibi düşük basınç ortamında 10 gün buna ek olarak 74.019 atm değerindeki muazzam basınçlara dayanabildikleri bilinmektedir.
  • X-ray veya ağır iyon (4He) radyasyonunda LD50 (popülasyonun yarısını öldüren değer) değerinde ulaşılan radyasyon seviyesi 5.000 Gy, gama tipli radyasyona gösterilen direnç seviyesi ise 1.000 ila 9.000 Gy arasında değişmektedir.
  • UV’ye karşı olan direnç 75-88 kJm-2 olarak tespit edilmiştir. Unutmamak gerekir ki sadece 40 Jm-2’de DNA’mızda meydana gelen timin dimeri adını verdiğimiz bozulma ciddi bir seviyede gözlemlenmeye başlanır.
  • Çoğu canlı için direkt öldürücü olan çeşitli kimyasallara (karbon dioksit, hidrojen sülfit, 1-hexanol, metilbromid gazı, etanol) birkaç dakikalığına dayanabildiği bilinmektedir.

Böylesine farklı çevresel streslere böylesine bir dayanıklılık göstermek hayvanlar aleminde nadirdir. Hatta bazı stresler düşünüldüğünde daha önce eşine dahi rastlanılmamıştır. Bu çeşitlilik kriptobiyozun 5 farklı alt tipinin evrimsel süreçte oluşmasından kaynaklıdır. Bu tipler; anoksiyosis, anhidrobiyosis, cryobiyosis, osmobiyosis ve kemobiyosisdir. Tüm bu tipler farklı çevresel streslerde tetiklenir ve yukarıda bahsini geçirdiğimiz değerlere dayanıklılık sağlar.

Dayanıklılık Mekanizmaları ve Aşı Çalışmalarındaki Potansiyeli

Tardigradların bir korunma mekanizması olarak adlandırdığımız kriptobiyoz sadece çevresel streslere karşı kendilerini korumak için girdikleri bir form ve bunu nematodlar, rotiferler gibi pek çok canlı grubunda gözlemleyebiliyoruz. Tardigradları tüm diğer hayvan gruplarından ayıran ise sahip oldukları genetik materyal ona kriptobiyoz formunda uç değerleri tolere edebilecek bir koruma ve onarım mekanizması sağlamasıdır.

Bir Eutardigradın SEM mikroskobu altındaki renklendirilmiş görüntüsü.
Bir Eutardigradın SEM mikroskobu altındaki renklendirilmiş görüntüsü.
Steve Gschmeissner

Bu mekanizma, tardigrad türleri arasında farklılık gösterse de yaklaşık 400 ila 1000 hücre sayısına sahip olan tardigradlarda öylesine karmaşık bir hal almakta ki 1773 senesinde keşfedilmelerine rağmen henüz yeni yeni öğrenilmeye başladı. Bu öğrenimlerden ilkinin kriptobiyoz olduğunu söylemiştik fakat artık daha derine inmemiz gerekir. Burada karşımıza trehaloz adını verdiğimiz bir şeker çıkıyor.

Trehaloz Şekeri

Keşfi çok daha öncesine dayansa da tardigradlar içerisinde 2000’li yıllarda keşfedilen bu şekerin tardigradların kuruma ve donma gibi pek çok aşamada ona önemli bir üstünlük kazandırdığı düşünülmektedir. Bu üstünlüğün başlıca sebebi vücuttan suyun uzaklaşması ile trehaloz şekerlerinin oluşturulması ve oluşan şekerlerin hücreyi tıpkı bir bal içerisinde duruyormuşçasına korumasından kaynaklıdır. Su geri döndüğünde ise trehaloz şekerleri tekrardan çözünüp hücresel işlevlerin devam etmesine izin verirler.

Tüm Reklamları Kapat

Kuruma ve donma sırasında böylesine bir koruma oldukça önemlidir. Bunun en temel sebebi kurumaya bağlı olarak hücrelerin yırtılmasının önüne geçmek, donan hücrelerde ise suyun donmasına bağlı oluşan kristallerin oluşmasının önüne geçerek hücrenin patlamasına engel olmaktır. Acaba bu tür bir bileşik mevcut aşıların korunmasında, saklamasında önemli bir rol oynayabilir mi? Çünkü aşılar için en büyük sorun taşınım sırasında soğuk zincir uygulanmasıdır. Bu molekül aşılar içerisindeki etkin moleküllerin veya bileşiklerin ilk gün ki gibi saklanmasında etkin rol oynayabilir. Bunu şimdilik cebimize atalım ve devam edelim.

Jacki Whisenant

Hasar Önleyici Protein (Dsup protein)

Hücreleri kaplayan trehaloz şekerinden bahsettik, şimdi skalayı nispeten biraz daha düşürerek hücre seviyesinden protein seviyesine inelim. Burada karşımıza 2016 senesinde Japon bilim adamları tarafından keşfedilen ve tardigradlara özgü olan Dsup proteini bir diğer ismi ile "Hasar Önleyici Protein" karşımıza çıkıyor.[1] Bu protein, tıpkı DNA katlanmasında görev alan histon proteinleri gibi DNA’nın etrafını sarmaktadır. Hatta bunu histonların varlığında dahi yapabilmektedir.

Dsup proteini ile sarılan DNA’nın yapılan pek çok deneyde UV’ye ve hidroksil radikallerine karşı net bir şekilde dayanıklılık gösterdiği araştırmacılar tarafından onaylanmış ve daha sonrasında bu protein insan böbrek hücre kültürüne ve tütün bitkilerine aktarılıp aynı etki tespit edilmiştir. Bu protein her ne kadar muazzam bir potansiyel barındırsa da doğası gereği bozuk bir proteindir. Bu bozuk protein bizlere Mars gibi Dünya dışı gezegenlerde tarım yapmamıza yardımcı olabilir.

Bu arada bozuk protein diyerek her seferinde rastgele oluşan ya da işlevsiz bir yapı aklınızda canlandırmak istemeyiz. Pek çok protein, "bozuk" olarak adlandırılabilmektedir. IDP, yani "Intrinsically disordered proteins" (Tr: "İçsel Olarak Bozuk Proteinler") adıyla anılan bu bozuk proteinler, kararsız olmalarına karşın normal proteinlerden birçok yönden farklıdır ve farklı işlev, yapı, sıra, etkileşim, evrim ve düzenlemeye sahip olma eğilimindedir.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Dsup proteini gibi proteinler kullanılarak mevcut hücrelerimiz dayanıklılığının artırılabileceği yapılan deneyler ile gün geçtikçe ispatlanmaya devam etmektedir. Fakat etik nedenler bunun insanlar üzerinde uygulanmasına uzun bir süre daha kullanılmasının önüne geçecektir. Buna ek olarak bozuk proteinler, tıpkı trehalozda olduğu gibi aşıların çok daha uzun süreler boyunca kalabilmesini ve buna bağlı olarak raf ömrünü arttırabileceğini düşünülmektedir. Konuyla alakalı olarak, moleküler ve evrimsel biyolog Thomas Boothby, "Bunun üzerinde aktif olarak çalışıyoruz" diyor. Boothby, proteinlerin aşıları değil, tardigrad hücrelerini korumak için evrimleştiğini, bu nedenle ekibinin bu yeni amaç doğrultusunda onları yeniden optimize etmek için küçük ayarlamalar yaptığını açıklıyor:

Bu tür çalışmaların patentleri var ve bazı ortaklıklarımız var. Her şey yolunda giderse, umarım bu teknolojiyi yakında göreceğiz.
PNAS

Floresan ile UV'ye Direnç

Yakın bir geçmişte yeni keşfedilen bir tardigrad türünün yepyeni bir dayanıklılık mekanizması keşfedildi. Yoğun ultraviyole ışığı floresan kullanarak hücreler üzerindeki etkisini azalttığı gözlemleniyor. Bu etkinin sonucu muazzam olsa da yine nasıl yaptığı hakkında araştırmacıların kafalarında soru işaretleri barındırıyor. Fakat keşfedilen bu özellik öylesine potansiyel barındırıyor ki floresan etkiye sahip tardigradların hücre özütü çıkartılıp UV’ye dayanıklı olmayan tardigradların üzeri bu özüt ile kaplandığında onları dahi UV’den önemli bir miktar koruduğu gözlemlenmiştir.

MRE11 ve ROS Genleri

Tardigradlar her ne kadar moleküler anlamda üstün yeteneklere sahip olsa da tüm bunların arkasında her canlı türünde olduğu gibi genetik bir altyapı söz konusudur. Tardigradlar söz konusu olduğunda, Dsup gibi özgün proteinleri kodlayan genlerin yanı sıra her canlı türünde olan başlıca DNA onarımında ve korunmasında görev alan genler yer almaktadır. Bu genlerin başında MRE11 adını verdiğimiz gen yer almaktadır. Bahsettiğimiz üzere bu gen, pek çok canlı grubunda karşımıza çıksa da tardigradlarda tekrar sayısının önemli ölçüde fazla olmasından dolayı işlevinin çok daha fazla olduğu düşünülmektedir. Öyle ki bizlerde ve pek çok canlı grubunda 1 tane bulunan MRE11 geni tardigradlarda 4 tekrara sahiptir. Bununla birlikte çevresel etkiler ve hücresel aktivitenin bir sonucu olarak oluşabilen reaktif oksijen türlerine karşı görev alan bileşikleri sentezleyen ilgili gen bölgesinden diğer pek çok canlıda 10 tekrar bulunurken, tardigradlarda bu sayı 16'dır. Bu da bizlere korunma mekanizmalarının yanı sıra onarım mekanizmalarının da oldukça iyi olduğunu gözler önüne sermektedir.

Sonuç

Aşı teknolojileri ve COVID-19 gibi salgınlar söz konusu olduğunda tardigradların bu özelliklerinden ilham alınarak, pek çok korunma mekanizması gerçekleştirebilmek ve direkt ilgili bileşikleri kullanılarak virüslere ya da etkilerine karşı önemli keşiflerde bulunmak mümkün olabilir

Tüm bu çalışmalara henüz yeni yeni adımları atıldığı için yapılan keşiflerin beraberinde yepyeni onlarca soru meydana geliyor. Bu soruların cevaplanması biraz şans, yoğun miktarda çalışma ve epey zaman almaktadır. Her gün yepyeni bir özelliği ile karşımıza çıkan tardigradlar, günümüzde olduğu gibi ilerleyen yıllarda da bizler için oldukça önemli bir role sahip olacağa benziyor.

Bu Makaleyi Alıntıla
Okundu Olarak İşaretle
32
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
Paylaş
Sonra Oku
Notlarım
Yazdır / PDF Olarak Kaydet
Bize Ulaş
Yukarı Zıpla

İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!

Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.

Soru & Cevap Platformuna Git
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Merak Uyandırıcı! 9
  • Bilim Budur! 6
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 6
  • İnanılmaz 6
  • Tebrikler! 5
  • Muhteşem! 3
  • Umut Verici! 3
  • Güldürdü 1
  • Grrr... *@$# 1
  • Üzücü! 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
Tüm Reklamları Kapat

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 17/06/2024 01:06:33 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/10295

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Keşfet
Akış
İçerikler
Gündem
Kara Delik
Madde
Oyun Teorisi
Filogenetik
Skeptisizm
Element
Sosyal
Evrimsel
Ağız
İletişim
Yumurta
Mikoloji
Ekonomi
Virüsler
Tehdit
Bebek
Konuşma
Müzik
Özel Görelilik
Şeker
İspat
Yemek
Hastalıkların Tedavisi
Öğrenme Teorileri
Değişim
Aklımdan Geçen
Komünite Seç
Aklımdan Geçen
Fark Ettim ki...
Bugün Öğrendim ki...
İşe Yarar İpucu
Bilim Haberleri
Hikaye Fikri
Video Konu Önerisi
Başlık
Gündem
Bugün Türkiye'de bilime ve bilim okuryazarlığına neler katacaksın?
Bağlantı
Kurallar
Komünite Kuralları
Bu komünite, aklınızdan geçen düşünceleri Evrim Ağacı ailesiyle paylaşabilmeniz içindir. Yapacağınız paylaşımlar Evrim Ağacı'nın kurallarına tabidir. Ayrıca bu komünitenin ek kurallarına da uymanız gerekmektedir.
1
Bilim kimliğinizi önceleyin.
Evrim Ağacı bir bilim platformudur. Dolayısıyla aklınızdan geçen her şeyden ziyade, bilim veya yaşamla ilgili olabilecek düşüncelerinizle ilgileniyoruz.
2
Propaganda ve baskı amaçlı kullanmayın.
Herkesin aklından her şey geçebilir; fakat bu platformun amacı, insanların belli ideolojiler için propaganda yapmaları veya başkaları üzerinde baskı kurma amacıyla geliştirilmemiştir. Paylaştığınız fikirlerin değer kattığından emin olun.
3
Gerilim yaratmayın.
Gerilim, tersleme, tahrik, taciz, alay, dedikodu, trollük, vurdumduymazlık, duyarsızlık, ırkçılık, bağnazlık, nefret söylemi, azınlıklara saldırı, fanatizm, holiganlık, sloganlar yasaktır.
4
Değer katın; hassas konulardan ve öznel yoruma açık alanlardan uzak durun.
Bu komünitenin amacı okurlara hayatla ilgili keyifli farkındalıklar yaşatabilmektir. Din, politika, spor, aktüel konular gibi anlık tepkilere neden olabilecek konulardaki tespitlerden kaçının. Ayrıca aklınızdan geçenlerin Türkiye’deki bilim komünitesine değer katması beklenmektedir.
5
Cevap hakkı doğurmayın.
Bu platformda cevap veya yorum sistemi bulunmamaktadır. Dolayısıyla aklınızdan geçenlerin, tespit edilebilir kişilere cevap hakkı doğurmadığından emin olun.
Ekle
Soru Sor
Sosyal
Yeniler
Daha Fazla İçerik Göster
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
Evrim Ağacı'na Destek Ol

Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katın.

Evrim Ağacı'nı Takip Et!
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000
Bu Makaleyi Alıntıla
Evrim Ağacı Formatı
APA7
MLA9
Chicago
A. Karahasan. Tardigradların Genetik Hazinesi, COVID-19 Gibi Hastalıklara Karşı Bizi Koruyabilir mi?. (23 Mart 2021). Alındığı Tarih: 17 Haziran 2024. Alındığı Yer: https://evrimagaci.org/s/10295
Karahasan, A. (2021, March 23). Tardigradların Genetik Hazinesi, COVID-19 Gibi Hastalıklara Karşı Bizi Koruyabilir mi?. Evrim Ağacı. Retrieved June 17, 2024. from https://evrimagaci.org/s/10295
A. Karahasan. “Tardigradların Genetik Hazinesi, COVID-19 Gibi Hastalıklara Karşı Bizi Koruyabilir mi?.” Edited by Akın Karahasan. Evrim Ağacı, 23 Mar. 2021, https://evrimagaci.org/s/10295.
Karahasan, Akın. “Tardigradların Genetik Hazinesi, COVID-19 Gibi Hastalıklara Karşı Bizi Koruyabilir mi?.” Edited by Akın Karahasan. Evrim Ağacı, March 23, 2021. https://evrimagaci.org/s/10295.
ve seni takip ediyor

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close