Prof. Dr. Ergi Deniz Özsoy ve ekibi, meyve sineklerinin (Drosophila melanogaster) baş ve yüz şeklinin nasıl oluştuğunu araştırırken dikkat çekici bir sonuca ulaştı. Araştırma, kafa yapısının yalnızca birkaç gen tarafından değil, birbirleriyle etkileşim halinde çalışan yüzlerce genin oluşturduğu karmaşık bir ağ tarafından kontrol edildiğini ortaya koydu.

Genler Birbirlerinin Etkisini Değiştiriyor

Çalışmanın merkezinde genetikte önemli bir kavram olan epistaz bulunuyor. Epistaz, bir genin etkisinin başka genler tarafından değiştirilmesi anlamına geliyor.

Örneğin bir gen baş genişliğini azaltabilir. Ancak bu etkinin ne kadar güçlü olacağı, bireyin sahip olduğu diğer genlere bağlı olarak değişebilir. Araştırmacılar tam da bu karmaşık gen-gen etkileşimlerini ortaya çıkarmayı hedefledi.

Araştırmanın Odağındaki İki Gen

Prof. Dr. Ergi Deniz Özsoy ve ekibi daha önce baş morfolojisini etkilediği bilinen iki geni inceledi:

• jing: Sinir sistemi ve embriyonik gelişimde görev alan bir transkripsiyon faktörü.
• inv: Nöron gelişimi ve farklılaşmasında rol oynayan başka bir düzenleyici gen.

Bu genlerdeki mutasyonların yüz ve baş genişliğini azalttığı daha önce bilinmesine rağmen, yeni araştırma bu etkinin genetik arka plana göre değiştiğini gösterdi.

Yaklaşık 200 Farklı Genetik Arka Plan Test Edildi

Prof. Dr. Ergi Deniz Özsoy ve ekibi, doğal popülasyonlardan elde edilen ve farklı gen kombinasyonları taşıyan 197 farklı DGRP hattını kullandı.

Her genetik hat:

Normal sineklerle,

• jing mutantlarıyla,
• inv mutantlarıyla

çaprazlandı.

Daha sonra oluşan yavruların: 

•  Yüz genişliği
  
•  Baş genişliği

ölçüldü.

Aynı Mutasyon Her Sinekte Aynı Sonucu Vermedi

Araştırmanın en dikkat çekici sonucu burada ortaya çıktı.

Bazı genetik hatlarda jing mutasyonu yüz genişliğini ciddi biçimde azaltırken, bazı hatlarda aynı mutasyon çok daha zayıf etki gösterdi.

Bu durum, baş şeklinin yalnızca jing veya inv tarafından belirlenmediğini, çok sayıda başka genin bu etkiyi değiştirdiğini gösterdi.

Prof. Dr. Ergi Deniz Özsoy ve ekibi bunu güçlü bir epistaz kanıtı olarak değerlendiriyor.

Erkek ve Dişilerde Sonuçlar Farklı Çıktı

Çalışmada ilginç bir başka bulgu da cinsiyet farkı oldu.

Aynı mutasyon:

• Erkek bireylerde farklı,
• Dişi bireylerde farklı

sonuçlar oluşturdu.

Bu durum, genetik arka plan, mutasyon ve cinsiyetin birlikte etkileşime girdiğini ortaya koydu.

Genom Taramasında Yüzlerce Aday Gen Bulundu

Prof. Dr. Ergi Deniz Özsoy ve ekibi daha sonra tüm genomu tarayarak jing ve inv genlerinin etkisini değiştiren genleri belirlemeye çalıştı.

Sonuçlar oldukça çarpıcıydı:

• inv için 285 aday gen
• jing için 412 aday gen

tespit edildi.

Toplamda ise 658 farklı aday düzenleyici gen bulundu.

Bu Genler Ne İşe Yarıyor?

Analizler, aday genlerin büyük bölümünün şu süreçlerle ilişkili olduğunu gösterdi:

• Embriyonik gelişim
• Hücre farklılaşması
• Morfogenez (şekil oluşumu)
• Doku gelişimi

Bu sonuçlar şaşırtıcı değil. Çünkü baş ve yüz şekli embriyo gelişimi sırasında şekilleniyor.

62 Genlik Büyük Bir Genetik Ağ Ortaya Çıkarıldı

Prof. Dr. Ergi Deniz Özsoy ve ekibi aday genlerin birbirleriyle bağlantılı olup olmadığını da inceledi.

Sonuçta 62 genin yer aldığı büyük bir genetik etkileşim ağı keşfedildi.

Bu ağın tesadüfen oluşma olasılığı oldukça düşük bulundu.

Özellikle şu temel gelişim yollarının öne çıktığı görüldü:

• Wnt sinyal yolu
• TGF-β yolu
• Dpp yolu

Bu mekanizmalar, hayvan gelişim biyolojisinin en önemli düzenleyici sistemleri arasında yer alıyor.

Laboratuvar Testleri Bulguları Doğruladı

Prof. Dr. Ergi Deniz Özsoy ve ekibi belirlenen aday genlerin bir kısmını ayrıca laboratuvar ortamında test etti.

Sonuçlar, seçilen genlerin büyük bölümünün gerçekten yüz genişliğini etkilediğini gösterdi.

Bu da genom taramalarında belirlenen aday genlerin biyolojik açıdan anlamlı olduğunu doğruladı.

Araştırmanın Evrimsel Önemi

Bu çalışma, karmaşık özelliklerin yalnızca birkaç büyük etkili gen tarafından kontrol edilmediğini ortaya koyuyor.

Araştırmaya göre:

Baş şekli gibi özellikler, yüzlerce genin oluşturduğu geniş bir ağın ortak çalışmasıyla meydana geliyor.

Bu nedenle:

• Evrimsel değişimler,
• Yapay seçilim süreçleri,
• Hastalık genetiği,
• Fenotipik çeşitlilik

yalnızca tek tek genler incelenerek tam olarak açıklanamıyor. Genler arasındaki etkileşimlerin de dikkate alınması gerekiyor.

Biyoloji İçin Neden Önemli?

Araştırma, özellikle:

• Nicel genetik
• Gelişim biyolojisi
• Evrimsel gelişim biyolojisi (Evo-Devo)

alanları açısından büyük önem taşıyor.

Çalışma, baş morfolojisinin tek bir "baş geni" tarafından değil, yüzlerce genin oluşturduğu karmaşık bir ağ tarafından kontrol edildiğini deneysel olarak gösteriyor. Ayrıca doğal popülasyonlardaki küçük genetik farklılıkların bile gelişim süreçlerini ve dış görünüşü değiştirebildiğini ortaya koyuyor.

Ergi Deniz Özsoy ve ekibinin çalışmalarına dair

makalelerin linkleri;

6350486 

15.pdf

BENİ DESTEKLEMEK İÇİN

Biyoloji ve evrim üzerine daha fazla içerik keşfetmek ve çalışmalarımı desteklemek için akademik Instagram hesabımıtakip edebilirsiniz.