Sibel Öncel
Giriş
Sperm yumurtaya girer, embriyo oluşur, ve sonunda bir bebek doğar. Ama bir saniyeliğine geri dönelim; annenin yarım genomu nasıl babadan gelen yarım genom ile birleşerek yeni bir insan genomu oluşturuyor? Ortaya çıktı ki bilim insanları döllenmenin başı olan bu, nispeten, basit ancak elzem anlar hakkında pek bir şey bilmiyor.
Kaliforniya Üniversitesi San Diego Tıp Okulundaki araştırmacılar, SPRK1 enziminin, paternal DNA’nın açılmasını ve büyük çapta yeniden düzenlemenin başlamasını sağlayan özel paketleme proteinlerini kovma işlemini gerçekleştirerek sperm genomunu açmada ilk adımı yönetiyor. Bunları, birkaç saat içerisinde gerçekleştiriyor.
Araştırma
Cell dergisinde 12 Mart 2020’de yayınlanan araştırma;
“Bu araştırmada, en basitinden yaşamın başlangıcı ile ilgili temel sorulardan birine cevap vermek ile ilgileniyorduk.” diyor araştırmanın yazarı Doktor Xiang-Dong Fu, UC San Diego Tıp okulu Hücresel ve Moleküler Tıp Fakültesi seçkin profesörü. “Ancak süreç içerisinde bazı insanlarda arıza ortaya çıkarabilme potansiyeli olan ve çiftlerin çocuk sahibi olmasını zorlaştıran bir adımı ortaya çıkardık. Artık SPRK1’in burada görevi olduğunu bildiğimize göre, kısırlıktaki potansiyel rolünü daha fazla araştırabiliriz.”
Sperm, vücuttaki normal bir hücreden 20 kat daha küçük olabilir. Sperm normal bir hücrenin yarısı kadar genetik materyal taşısa da, hücrenin içerisine sığabilmek için özel bir şekilde katlanıp paketlenmesi gerekir. Doğanon bunu yapma şekillerinden biri,DNA’nın etrafına kolyedeki boncukları anımsatan şekilde sarıldığı histon proteinlerini protamin denilen başka bir protein tipiyle değiştirmek.
Fu’nun ekibi SPRK1’i uzun süre boyunca başka bir nedenden dolayı inceledi; genlerin proteinlere çevrilmesinde önemli bir rol oynayan, RNA’yı kesme yeteneği. Daha önceden SPRK1’in kolon kanserinde aşırı aktif olduğunu gösterdiler ve enzimin etkisini azaltmak için inhibitörler geliştirdiler.
Ancak 1999’da, Fu enzimin RNA’yı kesmedeki rolünü ilk kez açıklayan makalesini paylaştıktan kısa süre sonra, Yunanistan’daki bir araştırma grubu SPRK1’in sübstratlarını (enzimin üzerinde etkili gösterdiği protein) oluşturan aminoasit yapı taşları dizilimi ile protaminin aminoasit dizilimi arasında benzerlikler bulunduğunu not ettiler. Fu bunun üzerinde yıllarca düşündü, ama sperm gelişimi çalışmak için deneyimi veya ekipmanı bulunmuyordu. 2015’de Doktor Lan-Tao Gou doktora sonrası araştımacı pozisyonu için iş görüşmesinde iken Fu, Gou’nun spermatogenesis üzerindeki deneyimi ile sonunda iş için doğru kişiyi bulduğunun farkına vardı.
Sonuç
“Lan-Tao’ya dedim ki; hadi hiç kimsenin yapmadığı bir şey yapalım. Benim bir teorim var ve senin de deneyimin” dedi Fu. “Bundan sonra ihtiyacımız olan ekipmanı ödünç aldık ve burada, UC San Diego’daki merkez laboratuvarlarını kullandık.”
“Ve şaşırtıcı olarak, denediğimiz her şey hipotezimizi destekledi; SPRK1 ikili bir yaşam yürütüyor, sperm yumurta ile birleştiğinde histonları protaminler ile değiştiriyor.”
Fu’ya göre, SPRK1 büyük ihtimalle bu rolü oynamaya embriyogenesisin ilk aşamalarında başladı, ve RNA’yı kesme yeteneğini sonradan geliştirdi. Bu şekilde, SPRK1 embriyogenesis için işe yaramaz hale gelse bile ortalıkta bulunma hakkını kazandı.
Fu, Gou ve ekibi sırada spermin maternal genom ile uyum sağlamasını yöneten sinyalleri belirlemek istiyor.
“Şimdi bir sürü fikrimiz var,” dedi Fu; “ve spermatogenesis, döllenme ve embriyogenesisdeki her adımı daha iyi anladıkça, bu sistemler arızalandığında veya eşler üreme sorunları ile karşılaştığında duruma son verme olasılığımız artıyor.”
Kaynak: https://phys.org/news/2020-03-sperm-dad-genome-merge-mom.html
Görsel kaynak: https://www.biologyonline.com/tutorials/human-reproduction-and-fertilization
Editör: Meryem Melisa KAR