Çevreden edinilen özellikler de DNA ile aktarılıyor mu?

Genetik kalıtımda çevre faktörü üzerine büyük bir tartışma gündemde. Kalıtımla ilgili argümanlarda yeni bir dönüm noktasındayız. AraÅŸtırmacılar ortamın etkisiyle edinilen özelliklerin de kalıtım yoluyla kuÅŸaktan kuÅŸaÄŸa geçtiÄŸini düşünüyor. Yani bize miras kalan yalnızca genler deÄŸil!Biyologlar elli yıldır kalıtımın temel unsurunun DNA olduÄŸunu ileri sürüyorlar. Yalnızca DNA... Oysa kısa bir süre önce yeni bir anlayışı benimseyen bir grup genetikçi sadece DNA’yla deÄŸil, ünlü DNA molekülü etrafında meydana gelen karmaşık kimyasal deÄŸiÅŸimlerle, yani ‘epigenetik’ (Yunan kökenli ‘epi’ sözcüğü üzerinde demek) deÄŸiÅŸimlerle de ilgilenerek elli yıldır süregelen dogmayı tartışmaya açtılar. Günümüzde bu ‘epigenetikçiler’ daha belirsiz ama DNA’dan daha az önemli olmayan, epigenetik yapıda, kalıtımın bir baÅŸka unsuruyla da ilgileniyorlar. Bu da genetikle ilgili kitapçıkların yeniden yazılmasını gerektirecek! Tabii ki tüm bunlar ÅŸimdilik varsayımdan ibaret. Ama yine de kalıtımda bir devrimden söz etmek hiç de abartı olmaz. Bu yeni düşünce doÄŸrultusunda bilim adamları canlı varlıklarla ilgili yepyeni bir bakış açısı benimsemeye baÅŸladılar. Halen Ä°ngiltere’de, Ä°srail ve Fransa’da epigenetikçiler ‘epigenetik kalıtım tezi’ni doÄŸrulamak için çalışıyorlar. Lamarck gündemdeParis’te Necker Çocuk Hastanesi’nden genetikçi Claudine Junien konuyla ilgili ÅŸu açıklamalarda bulunuyor:‘Bu hipotez 1995 yılında Ä°srail’deki Tel Aviv Ãœniversitesi’nden Eva Jablonka tarafından ortaya atıldı. Jablonka, deÄŸiÅŸmez genetik kalıtımın dışında kiÅŸinin yaÅŸamı boyunca bulunduÄŸu ortamın etkisiyle edindiÄŸi bir takım özelliklerini gelecek kuÅŸaklara aktarmasını saÄŸlayan, görece daha esnek baÅŸka bir sistemin daha varlığından söz etmiÅŸti. Ama bu teori bilim çevrelerinde fazla etkili olmadı.’ Nedeni ise Ä°srailli araÅŸtırmacının ortaya attığı tezin Fransız zoolog Lamarck’ın tezlerini yeniden gündeme getirmesiydi; Lamarck iki yüzyıl önce türlerin evrimini açıklamak için ‘koÅŸulların etkisiyle doÄŸanın insanlara kazandırdığı ya da kaybettirdiÄŸi özellikleri gelecek kuÅŸaklar için sakladığı’ tezini ortaya atmıştı. Bu doktrin, daha yetenekli olan ve uyum saÄŸlayanların ayakta kalması ilkesine dayanan doÄŸal seleksiyonun evrimin itici gücü olduÄŸunu açıklayan Darwin tarafından kesin bir dille reddedilmiÅŸti. Ancak Claudine Junien son yıllarda epigenetik kalıtım tezini destekleyen savların gittikçe güç kazandığını belirterek, 1992 yılında yapılan epidemiyolojik bir araÅŸtırmanın bilim adamlarını derinden sarstığına iÅŸaret ediyor. Ä°lginç araÅŸtırmaSöz konusu araÅŸtırma ABD, Kolombiya Ãœniversitesi’nden Lambert Lumey’nin 1945 yılında Amsterdam’da kıtlıkla karşı karşıya kalan bebekler üzerineydi. Amerikalı araÅŸtırmacı kıtlığın bebeklerin saÄŸlığı üzerindeki etkilerini araÅŸtırırken, doÄŸum sırasında düşük kilolu olduklarını gözlemledi; bu tabii ki, kıtlık koÅŸullarında ÅŸaşırtıcı bir durum deÄŸildi. ancak bu düşük kilolu doÄŸan kiÅŸilerin daha sonra gelecekte kendileri gibi düşük kilolu bebeklere sahip olmaları son derece ilginç bir bulguydu. Kıtlığın etkileri nasıl olmuÅŸ da torunları da etkilemiÅŸti? Klasik genetiÄŸe göre, kıtlık gibi çevre faktörlerinde meydana gelmiÅŸ herhangi bir deÄŸiÅŸikliÄŸin DNA’da önceden belirlenmiÅŸ bir mütasyon yaratmaması gerekiyordu. Teoriye göre, bu deÄŸiÅŸiklikler rastlantısal olarak ortaya çıkıyor, doÄŸal seleksiyon da bunları saklıyor ya da göz ardı ediyordu. O sırada genetikçiler bu tuhaf kalıtsal olguyu açıklamaya çalıştılarsa da genetik kalıtım teorisinin dışına çıkamadıklarından kısa sürede vazgeçtiler. Bu olgu ‘açıklanamayan vakalar’ dosyasına konulup rafa kaldırıldı. Ancak epigenetik kalıtım tezinin taraftarları bu araÅŸtırmanın yeni savlarına önemli bir destek saÄŸlayacağını anladılar. Nasıl aktarılıyor?Bir süre önce yeni bir gözlem daha yapıldı: Kasım 2002’de Ä°sveç’teki Umea Ãœniversitesi’nden Gummar Kaati ve meslektaÅŸları 1890 ila 1920 yılları arasında doÄŸan 320 Ä°sveçliyi incelediler. AraÅŸtırmanın amacı kalp damar hastalıklarında beslenmenin rolünü analiz etmekti. Ancak elde ettikleri verileri incelediklerinde çocukken iyi beslenenlerin torunlarının ÅŸeker hastalığına yakalanma riskinin daha yüksek olduÄŸunu belirlediler. Bu çalışmada da, klasik DNA bilgileri bu femoeni açıklamada yetersiz kalmıştı. Epigenetik kalıtım tezinin taraftarlarına göre ‘Hollanda’daki kıtlık vakası ve Ä°sveç’teki çalışmanın sonuçlarını yorumlayabilmek için DNA deÄŸiÅŸimlerinin annebabalarda meydana geldiÄŸini ve bu ‘epimütasyonlar’ın daha sonraki kuÅŸaklara aktarıldığını öngörmek’ gerekiyor. Peki bu deÄŸiÅŸimler bir kuÅŸaktan ötekine nasıl aktarılıyor? Bu soru hala yanıtlanmış deÄŸil. Ama yine de epigenetik deÄŸiÅŸiklikler hakkında pek çok ÅŸey biliniyor.Genleri tetikleyen sinyallerBu deÄŸiÅŸimler nasıl oluÅŸuyor? Paris’teki Ecole normale superieure’de epigenetik araÅŸtırma grubu yöneticisi Eric Meyer DNA’nın üzerine genleri yakıp söndüren komütatörler yerleÅŸtiÄŸini ifade ediyor. Daha somut bir ifadeyle, hücrenin organizmadaki konumuna ve koÅŸullara baÄŸlı olarak genlerin aktivitelerini düzenleyen sinyaller söz konusu. ÖrneÄŸin, karaciÄŸer hücresiyle deri hücresi arasındaki farkı bu epigenetik faktörler belirliyor. Nitekim tüm hücreler aynı genlere sahip, epigenetik sinyaller de bazılarını harekete geçiriyor bazılarını engelliyor. Böylece bir nöronda, nöronların bileÅŸenlerinin genleri tetiklenirken kasın ya da karaciÄŸerin maddeleri engelleniyor. Ancak gittikçe daha fazla sayıda gözlem bazı epimütasyonların silinmediÄŸini gösteriyor. Bu durum, ziraatçilerin kötü ot olarak tanımladığı Arabidopsis thaliana’da gözlendi. 1997 yılında, Kaliforniya teknoloji enstitüsünden biyolog Steven Jacobsen’in ekibi çiçeklerin biçimini yöneten bir genin epimütasyonun bir sonraki kuÅŸaÄŸa aktarıldığını keÅŸfetti. Biyologlar genetik kalıtımda herhangi bir deÄŸiÅŸim meydana gelmediÄŸini gördüklerinde ÅŸaÅŸkınlıkları iyice arttı. Aynı çalışma bu kez, Almanya, Hindenburg moleküler biyoloji merkezinden Renato Paro tarafından bir sonraki yıl meyve sineÄŸi üzerinde gerçekleÅŸtirildi. Sinek embriyonlarını bir saat 37 derece sıcaklığa (larvalar normalde 18 derecede geliÅŸir) maruz bıraktıktan sonra Paro bir epimütasyonun bazı genleri tetikleyerek böceklerin göz rengini bariz bir biçimde etkilediÄŸini belirledi: Sineklerin gözleri koyu sarı yerine turuncuya çalan bir kırmızı sergiliyordu! Ve bu mütasyon daha sonraki kuÅŸaklara aktarılıyordu. Öte yandan, Sydney Ãœniversitesi’nden Avustralyalı biyokimyager Emma Whitelaw ve meslektaÅŸları farelerle ilgilendiler. Bu fareler herhangi bir tür deÄŸildi: Hayvanların genetik olarak benzer ancak sarıdan siyaha çalan bir tüy rengine sahip olduÄŸu bir soy seçtiler. Burada renk bir tek genin metilasyon derecesine baÄŸlıdır; fareleri çiftleÅŸtiren araÅŸtırmacılar tüyün renginin anneden çocuklara aktarıldığını belirlediler. Peki ya insan türünde?Amsterdam’daki kıtlık vakası ve Ä°sveç’teki araÅŸtırma epigenetik kalıtımın varlığını kanıtlamaya yetiyor mu? Eric Meyer bu soruya hayır yanıtını vererek sözlerini şöyle sürdürüyor: ‘Çünkü ÅŸimdiye kadar hiç kimse moleküler düzeyde bu fenomenlerin epigenetik mekanizmalardan, örneÄŸin bir genin anormal hareketlenmesinden kaynaklandığını kanıtlamadı.’ Ancak Londra’daki College Ãœniversitesi’nden epigenetikçi Marcus Pembrey’e göre kanıtın olmayışı, epigenetik etkenin olmadığını kanıtlamıyor. Pembrey, uzun zaman göz ardı edilen epigenetik kalıtım alanının patlamak üzere olduÄŸunu kaydediyor ve hayvanlar üzerindeki deneylerin de yakında sorularına yanıt verebileceÄŸini ifade ediyor. Claudine Junien ise, batılı ülkeleri ve diÄŸer geliÅŸmekte olan ülkeleri etkileyen obezite salgınında epigenetiÄŸin rolünü bulmaya çalışıyor. Bu, bilim dünyasında alarm veren bir fenomen. Obezite sadece çok zengin bir beslenme alışkanlığı ve fiziksel aktivite eksikliÄŸinin sonucu deÄŸil mi? Junien bu soruyu şöyle yanıtlıyor: ‘Tabii ki, kıtlığa karşı koyabilmek için evrim sırasında seçilmiÅŸ genleri harekete geçiren yedek genlerin kötü etkisi söz konusu. Bu elementler besin fazlasının yaÄŸlı dokuda depolanmasını saÄŸlıyorlar. Ancak tüketilen besin miktarı son yirmi, otuz yıldır artmamışken obezitenin gittikçe daha fazla sayıda insanı etkilemesi ve çocuklarda gittikçe daha erken yaÅŸta baÅŸlaması nasıl açıklanabilir?’ Nitekim Fransa’da 1985 ila 1995 yılları arasında obez çocuk sayısı ikiye katlandı. Claudine Julien bu noktada, epigenetik fenomenlerin devreye girdiÄŸini ve yedek genlerin etkisini artırdığını belirtiyor. Julien, ebeveynlerin beslenme düzenindeki bir deÄŸiÅŸimin bazı mekanizmaları harekete geçirip çocuklara aktarılan epimütasyonu daha da ciddi hale getirdiÄŸini düşünülebileceÄŸini kaydediyor. Bu da çocukların obez olmasına neden oluyor. Tedavi amaçlı yaklaşımlarScience et Vie’de yayımlanan bu yazıya göre, bu konuyla ilgilenenler sadece Marcus Pembrey ve Claudine Junien deÄŸil. 1995’te epigenetik kalıtımda öncü olan Eva Jablonka bu alanda çalışma yürüten bilim adamı sayısının gittikçe arttığını ifade ederek bu fenomenin insanoÄŸlunda kanıtlanmasının sadece temel araÅŸtırmada devrim olmayacağını aynı zamanda tıpta da çok önemli yararlar saÄŸlayacağını kaydediyor. Böylece örneÄŸin, ÅŸizofreni gibi kalıtımın büyük rol oynadığı hastalıkların kökeninde epimütasyonların yattığı ortaya çıkacak. Bu da ÅŸimdiye kadar hiç bilinmeyen tedavi amaçlı yaklaşımların gündeme gelmesini saÄŸlayacak. Bu aÅŸamadan sonra da epigenetik mekanizmalar, söz konusu genleri tetikleyen ya da engelleyen ilaçların geliÅŸtirilmesinde anahtar rol üstlenebilecek.Â