Genomdaki hatalar:
İnsan genomunun şifresi çözüldü. Bu, genetik hastalıkların tanınmasını kolaylaştıracaktır. Aslında sadece bir kısmını anlıyoruz.
Amaç kalıtsal hastalıkları daha iyi tanımak
Birçok hastalık, genomdaki hataların kalıtsal olması veya yeni ortaya çıkması nedeniyle ortaya çıkar. Bu sözde mutasyonların çoğu biliniyor: Artık dördüncü kromozomdaki belirli genomik tekrarların Huntington hastalığından sorumlu olduğunu tam olarak biliyoruz. Bu, beyindeki motor, psikolojik ve bilişsel yetenekler için önemli olan sinir hücrelerinin ölümüne neden olur. Etkilenenler sıklıkla vücudun herhangi bir yerinde meydana gelebilecek istemsiz seğirme hareketlerinden muzdariptir.
Huntington hastalığı gibi mutasyonlar hakkında bu kadar çok şey bilmemizin bir nedeni, bunların genomun iyi çalışılmış bir kısmında meydana gelmesidir. Ancak bu kodlama bölgesi insan genomunun yalnızca yüzde 1,5’ini oluşturuyor. Geriye kalan kısım uzun süre “atık” DNA olarak adlandırıldı çünkü proteinlerin yapımı sırasında basitçe kesilip atıldı. Ancak burada, karanlık genom olarak adlandırılan bölgede de önemli süreçlerin gerçekleştiği artık açık.
Yeni bir çalışma, bazı gelişimsel bozuklukların RNU4-2 genindeki değişikliklerden kaynaklandığını öne sürüyor. Araştırmacılar, zihinsel engelli yaklaşık 5.500 kişiden alınan genom veri setlerindeki nadir mutasyonları, yaklaşık 46.000 kontrol deneğindeki dizilerle karşılaştırdı. RNU4-2, bir proteinin planını içermeyen ancak karanlık genomda yer alan bir gendir.
Genomik verilerin kullanılabilirliğinin artırılması
Genom bir dizi adenin, timin, sitozin ve guanin bazlarından oluşur. Kodlama alanlarında bazların sırası, proteinlerin hangi bileşenlerden oluştuğunu belirler. Bu tür dizilerde bir hata olması durumunda, doğru proteinler üretilemeyebilir ve değiştirilmiş haliyle toksik olan ve sinir hücrelerini öldüren Huntingtin proteini gibi hastalıklar ortaya çıkabilir.
Aachen Teknoloji Üniversitesi Üniversite Hastanesi İnsan Genetiği ve Genomik Tıp Enstitüsü müdürü Ingo Kurth, “Geri kalanı hakkında pek bir şey bilmiyoruz” diyor. “Bazı bölümler basitçe proteinlerin öncüsü olan RNA’lara çevrilir ve bunlar daha sonra bir anahtara benzer şekilde hücredeki işlevleri düzenler.”
Diğer öğeler, örneğin diğer genlerin açılıp açılmayacağını belirleyen kontrol birimleridir. Ayrıca genomda bir yerden başka bir yere hareket edebilen ve bu nedenle “sıçrayan elementler” olarak da adlandırılan DNA parçaları da vardır. Virüs benzeri öğeler bile kodlama dizileri arasına yerleştirilmiştir ve etkinleştirildiğinde semptomlara neden olabilir. Kurth, “Sorun şu ki, pek çok unsuru henüz tanımıyoruz” diyor. “Dolayısıyla bu alanlardaki bir değişikliğin ne anlama geldiğini kesinlikle anlayamıyoruz.”
Karanlık genom araştırılıyor
Karanlık genoma yönelik araştırmalar ancak son yıllarda daha önemli hale geldi. Bunu daha da zorlaştıran şeylerden biri de bir unsurun nerede başlayıp nerede bittiğinin genellikle belirsiz olmasıdır. Kurth, “Hâlâ anlamadığımız ve ana dili konuşan kimsenin bulunmadığı bir dil gibi” diyor. “Ancak, genomik verilerin artan kullanılabilirliği ve yeni biyoenformatik olanakları nedeniyle bu dili kendimize öğretme konusunda zaten iyi bir ilerleme kaydettik.”
Diğer şeylerin yanı sıra köpek, kedi, fare ve hatta balık gibi farklı hayvan türlerinin genomlarının karşılaştırılması da faydalıdır. Çünkü bazı bölümlerin evrim süreci boyunca değişmemiş olması, onların önemli bir işleve sahip olduklarını göstermektedir.
Genomun anlaşılmayan kısmı hakkında daha fazla bilgi edinmek hastalıkların teşhisinde önemli olabilir. İnsan genetikçisi, net bir sınıflandırmanın genellikle etkilenen aileler için büyük bir yardım olduğunu söylüyor. Bu aynı zamanda özellikle gelişimsel engellilik durumunda, örneğin ebeveynlerin daha fazla çocuk sahibi olmak istemesi durumunda da önemli bir bilgidir. Artık gelişimsel bozukluğun nedeni olarak bir RNU4-2 mutasyonu teşhis edilebilirse, aynı hastalığın başka bir gebelikte ortaya çıkması pek olası değildir. Mutasyon genellikle kendiliğinden meydana gelir ve gen ebeveynlerde sağlamdır.
Ancak karanlık genom bir kara kutu değildir. Örneğin RNU4-2 geni durumunda, bunun olgunlaşmamış RNA’ların proteinlere transkripsiyonu için gerekli olduğu zaten bilinmektedir. Ancak mutasyonun hücre fonksiyonu açısından tam olarak ne anlama geldiğinin hala araştırılması gerekiyor. Ve oradan terapiye giden uzun bir yol var. İnsan genetikçisi, “Kimse bu tür bulgulardan somut tedaviler elde etmenin ne kadar süreceğini bilmiyor” diyor. Çünkü bu her zaman ilgili hastalığa bağlıdır. “Fakat tedavi bulma hızının hızla arttığına ve şu anda son derece umut verici yaklaşımların olduğuna inanıyorum.” Bu, gelecekte bu tür hastalıkları tedavi edebilecek Crispr/Cas gen makası ile yapılan gen tedavilerini ifade ediyor.
Çalışmadan önce onaya gidiliyor
Her durumda, yeni tedavi yöntemlerinin karmaşık ve uzun bir süreçten geçmesi gerekiyor: hayvan modelleri veya insan hücreleriyle yapılan klinik öncesi çalışmalardan, klinik çalışmaların çeşitli aşamalarına ve ilgili otoritelerin onayına kadar. Kurth, “Bunun gibi bir şey uzun yıllar alabilir, ancak özellikle yeni tedaviler alanında onaya giden yenilikçi ve hızlı yollar izlemeliyiz” diyor.
Bireysel hastalıklara yönelik tedavi bulma konusundaki ilerlemeler, diğer hastalıklara da aktarılabilir. Bunlara yönelik tedaviler daha hızlı keşfedilebilir. İnsan genetikçisi, “Bu tür aktarılabilir yaklaşımları giderek daha sık görüyoruz” diyor.
Tüm genomun kısa sürede dizilenmesine olanak tanıyan yeni teknolojiler, işi çok daha kolaylaştırıyor. “Genom Dizileme Modeli Projesi” şu anda Almanya’da uygulanıyor: Proje, nadir hastalıklara veya kansere yakalanan kişilerin genomlarını inceliyor. Amaç, RNU4-2 genindekine benzer başka mutasyonlar bulmak ve genomik tıbbın Alman sağlık hizmetlerinde daha yaygın kullanılmasını sağlamaktır.
Kurth’a göre bu önemli bir adım: İnsan genetikçisi, “Nadir hastalıklar uzun süredir çok az ilgi görüyor, çünkü bunların her biri nadir ve yüzeysel olarak daha az alakalı görünüyor” diyor. “Ancak nadir genetik hastalıklar hiç de nadir değil: yalnızca Almanya’da yaklaşık 4 milyon insan etkileniyor.”
Yazıları posta kutunda oku