İnsan Genomu Projesi’nin tamamlanmasından 22 yıl sonra araştırmacılar, bugüne kadar hazırlanmış en geniş kapsamlı “insan genetik varyasyonu” kataloğunu açıkladı. Araştırmalar, 23 Temmuz’da saygın bilimsel mecmua Nature’da yayınlanan iki makaleyle yeni kataloğu duyuruldu.
Araştırmacılar, dünyanın dört bir yanından 1084 kişinin DNA’sını dizileyerek, uzun DNA kesimlerini tahlil etti, birleştirdi ve elde ettikleri genomları ayrıntılı bir halde karşılaştırdı.
Bu çalışma, insan genomundaki yapısal varyasyonlar hakkında şimdiye kadarki en derin içgörüyü sunuyor. Bu cins varyasyonlar, DNA dizisinin sadece tek bir “harfini” değil, geniş kısımlarını etkiliyor; bu kısımlar silinebiliyor, yer değiştirebiliyor yahut bilakis dönebiliyor.
Avrupa Moleküler Biyoloji Laboratuvarı’ndan (EMBL Heidelberg) araştırmacı ve çalışmanın ortak müellifi Jan Korbel, “Bu çalışmalar, daha evvel teknolojik olarak incelemesi sıkıntı olan ‘gizli’ DNA bölgelerini aydınlatıyor” dedi.
Özellikle yinelenen DNA dizileri uzun müddet “çöp DNA” olarak görülüyordu. Lakin Korbel, “Artık bu dizilerin fonksiyonel olduğunu anlamaya başlıyoruz” diyerek bu görüşün değiştiğini belirtti.
İNSAN GENOMUNUN DEĞİŞİMİ
Çalışmaların tüm bilgileri açık erişime sunuldu. Böylelikle başka araştırmacılar da bu bilgileri ve geliştirilen araçları, hastalıkların genetik temellerini incelemek için kullanabilecek. Korbel, “Bugün Nature’da yayınladığımız bulguların bir kısmının teşhis süreçlerinde de kullanılacağını düşünüyorum” dedi.
İnsan genomunun “tam” birinci taslağı 2003’te yayınlanmıştı, lakin o vakitler yaklaşık yüzde 15’lik bir kısmı eksikti. Bu boşluğun yarısı 2013’te kapatıldı. 2022 yılında ise birinci boşluksuz insan genomu tamamlandı.
2023’te araştırmacılar, sırf bir kişinin DNA’sına değil, 47 farklı bireyin genetik malzemesine dayanan birinci insan “pan-genomu” taslağını yayınladı. Birebir yıl, daha evvel eksik olan Y kromozomunun birinci tam dizilemesi de gerçekleştirildi.
İKİ BÜYÜK MAKALE
İlk çalışmada, araştırmacılar 5 kıtadan 26 farklı topluluğu temsil eden 1019 kişinin DNA’sını uzun diziler halinde inceledi. “Kısa okumalar” (yaklaşık 100 baz çifti) yerine, her biri on binlerce baz çifti içeren “uzun okumalar” kullanıldı. Bu sayede, bilhassa yinelenen DNA bölgeleri daha net tahlil edilebildi.
Bu usul sayesinde, transpozonlar (“zıplayan genler” diye de bilinir) üzere tekrarlayan ve yer değiştirebilen DNA kesimleri daha detaylı incelendi. Transpozonlar, genom içinde yer değiştirerek bazen genetik mutasyonlara ve hastalıklara neden olabiliyor.
Araştırmaya nazaran, bu transpozonlar bazen “uzun kodlamayan RNA” (lncRNA) molekülleriyle birleşerek, olağandan çok daha fazla kopyalanabiliyor. Korbel, “Bu sistem bizi epey şaşırttı” dedi.
İkinci çalışmada ise sırf 65 kişinin DNA’sı incelendi, fakat her bir genomun yaklaşık yüzde 99’u tamamlandı (ilk çalışmada bu oran yüzde 95’ti). Bu küçük fark, bilim insanları için büyük bir gelişme manasına geliyor.
SENTROMERLER DE İNCELENDİ
Bu ayrıntılı tahlil için yeni yazılımlar ve ileri dizileme teknikleri kullanıldı.
Çalışma, sentromerler üzere daha evvel erişilmesi sıkıntı olan genom bölgelerini de içerdi. Sentromerler, hücre bölünmesi sırasında kromozomların hakikat formda ayrılmasını sağlayan kritik yapılar.
Araştırma, kimi sentromerlerde liflerin bağlanabileceği bir değil iki nokta olabileceğini ortaya koydu. Bu durum, hücre bölünmesinde potansiyel meselelere neden olabilir. Örneğin, Down sendromu, kromozomların yanlış ayrılmasından kaynaklanıyor.
Ayrıca, ikinci çalışma 12 bin 900’den fazla zıplayan geni ayrıntılı formda katalogladı. Bu genlerin sırf kansere değil, birebir vakitte genetik hastalıklara ve genlerin nasıl açılıp kapandığına dair de tesiri olabileceği belirtildi.
GELECEĞE ETKİSİ
Araştırmacılar artık, bu yeni dizilenmiş genomları, genetik ve sıhhat bilgilerinin bir ortada olduğu bilgi setleriyle karşılaştırmayı planlıyor. Bu, yapısal varyasyonların insan sıhhati üzerindeki tesirlerinin anlaşılması için kıymetli bir adım olacak.
Araştırmanın ortak muharriri Charles Lee, daha fazla farklı etnik kökenin dahil edilmesi ve yazılım algoritmalarının gelişmesiyle bu sürecin daha da güçleneceğini belirtti.
Lee, “Birkaç yıl evvel, bilhassa sentromerleri de içerecek halde bir insan kromozomunu uçtan uca birleştirmek neredeyse imkânsızdı. Artık bunu yapabiliyoruz” diyerek yeni teknolojilerin gücünü vurguladı.
