Bulaşıcı Hastalıklara Karşı Korunmamızın Bedeli: Kalıtsal Hastalıkların Varlığı

Kalıtsal Hastalıkların Varlığı Bulaşıcı Hastalıklara Karşı Korunmamızın Bedeli
Genlerimizin yaklaşık yarısı, hastalıkların başlangıç noktası konumunda. Bilim insanları, insan genomunda hastalıklara neden olabilecek 11.000 gen tanımladı.
Plön’deki Max Planck Evrimsel Biyoloji Enstitüsü’nden ve Harvard Tıp Fakültesi’nden araştırmacılar, insan genomundaki bu yüksek riskli genlerin, seçilimle elenmek yerine neden kalmakta ısrar ettiğini araştırdılar. Analiz sonuçlarına göre; evrim süresince yeni patojenlere karşı devamlı adapte olma, bağışıklık genlerimizdeki çeşitliliği artırdı fakat aynı zamanda bunun bir bedele mal oldu. Araştırmacılara göre, böylesi bir çeşitlilik komşu DNA parçalarına kadar uzanıyor, böylelikle zararlı gen çeşitlerinin devamlılığına neden oluyor.

Genomdaki çeşitlilik iyi bir şeydir, biz insanlara evrim süreci boyunca değişen çevre koşullarına uyum sağlama yeteneği vermiştir. Bu türden genetik değişkenlik, her bir yeni neslin çeşitli kombinasyonlarını meydana getirir ve hayatta kalmak için avantaj sağlar. Çoğu değişikliğin insan sağlığı üzerinde herhangi bir etkisinin olmaması hatta insan sağlığı üzerinde faydalı etkilerinin bulunmasının yanında, diğer bazı genetik değişiklikler, taşıyıcılarının belirli hastalıklara karşı dayanıksız olmasına neden oluyor.

Bu zararlı gen değişiklikleri hayatta kalmak için dezavantaj sağlıyor ve bu genlerin evrim süreci boyunca doğal seçilim ile ayıklanması gerekiyordu. Bunun yerine Alzheimer hastalığına veya kansere neden olanlar gibi, bazı yüksek riskli gen çeşitleri, nüfus içerisinde yok olmadan, uzun bir süre boyunca varlıklarını sürdürmeye devam ettiler.

Tobias Lenz ve Shamil Sunyaev önderliğindeki bir grup araştırmacı bu olayı araştırdılar ve bu zararlı gen çeşitlerinin var olmasının nedeninin, hayatta kalabilmemiz için oldukça önemli olan genetik çeşitlilikler için ödediğimiz bir bedel olabileceğine dair kanıtlar buldular. Ekip, yabancı molekülleri tespit etmeye yarayan bir grup bağışıklık sistemi proteinlerini analiz ettiler. Bu proteinleri oluşturan genler pek çok değişken kısım içeriyor ve nüfus içerisinde pek çok alternatif biçimde bulunabiliyor. Bu çeşitlilik, bağışıklık sistemimizin çok geniş ölçekteki patojenleri tanıyabilmesine olanak sağlıyor.

Seçilimin özel bir biçimi, bağışıklık proteinlerinde bu değişikliğin saklanmasını sağlıyor. Bilim insanları bu seçilimi dengeli seçilim (İng: balancing selection) olarak tanımlıyor. Yani bu seçilim, genlerin birkaç alternatif çeşidinin hayatta kalmak için avantaj sağlaması durumunda ortaya çıkıyor, böylelikle seçilim tarafından ayıklanmamış oluyor.

Zararlı mutasyonlar kaybolmaz
Araştırmacılar, dengeli seçilimin zaman zaman, zararlı gen çeşitlerinin de saklanmasına yol açabileceğinden şüphelendiler. Bağışıklık sistemi genlerini kullanarak, farklı tiplerdeki seçilim mekanizmalarının bilgisayarlı simülasyonunu yaptılar. Bu simülasyonlar sırasında, dengeli seçilimin sadece bağışıklık proteinlerinin çeşitliliğini artırmadığını, ayrıca komşu DNA kısımlarını da etkilediğini keşfettiler. Böylece değişken kesimlerin toplam sayısı azalırken, zararlı olsalar bile bu değişikliklerin nüfus içerisinde görülme sıklığı artıyor.

Ekip sonrasında simülasyon sonuçlarını, 6.500 insanın genetik analizinden alınan verilerle karşılaştırdılar. Ve bu karşılaştırma, şüphelerini doğruladı. Simülasyondaki gibi, bağışıklık sistemi genlerinin hemen etrafında daha az değişken kesimler ortaya çıktı, bununla birlikte zararlı mutasyonlar da dahil kalan değişiklikler, nüfus içerisinde görece daha yaygın bulunuyordu.

Böylelikle zararlı genler bir şekilde doğal seçilimden kurtulabiliyorlar. Plön’deki Max Planck Enstitüsü’nde takım lideri ve yeni kurulan Kiel Evrim Merkezi’nin üyesi olan Tobias Lenz; “Patojenlere karşı yüksek direncin, bazı zararlı mutasyonların birikimine neden olabileceğini düşünmüştüm. Fakat böylesi mutasyonların nüfus içerisinde ne ölçüde varlığı devam ettirdiğini görmek beni gerçekten şaşırttı. İnsanlardaki kaç tane genetik hastalığın, evrimimiz sürecinde karşılaştığımız patojenlere kadar izinin sürülebileceğini bilmek ilginç olurdu.” diye anlatıyor.

Araştırmacılar bir sonraki aşamada, genomdaki diğer kesimlerdeki dengeli seçilimin, zararlı gen çeşitlerinin nüfus içerisinde sıklıkla bulunmasından sorumlu olup olmadığını araştırma niyeti taşıyorlar.

İdris Kalp
Alıntı:biyologlar
Kaynak: Hereditary diseases are the price of protection against infections https://www.sciencedaily.com/releases/2016/09/160902111421.htm

Makale: Excess of Deleterious Mutations around HLA Genes Reveals Evolutionary Cost of Balancing Selection http://mbe.oxfordjournals.org/content/early/2016/06/29/molbev.msw127 DOI: 10.1093/molbev/msw127