İsviçre’deki ETH Zürih’ten bilim insanları, hücrelerin genetik materyallerini onarmak için kullandıkları karmaşık mekanizmaları ortaya çıkardı. Elde edilen bulgular, kanser hücrelerinin zayıf noktalarını hedef alabilecek yeni tedavi yöntemlerinin önünü açabilir.
İnsan hücrelerinin DNA’sı yaklaşık 3,1 milyar yapı taşından oluşuyor. Hücreler, bu dev bilgi deposunu korumak için sürekli çalışıyor: DNA ipliklerini çözmek, kırılan yerlerde yeni kimyasal bağlar oluşturmak gibi işlemlerle genetik bütünlüklerini korumaya çabalıyorlar.
ETH Zürih Genom Biyolojisi Profesörü Jacob Corn, bu konuyu şöyle özetliyor:
“Genetik materyalin onarımından bahsedildiğinde çoğu insanın aklına toksinler ya da radyasyona karşı savunma geliyor. Oysa bu mekanizmalar, hücrelerin gündelik hayatta karşılaştığı stres faktörlerine karşı da hayatta kalmalarını sağlıyor.”
150.000 Genetik Kombinasyon İncelendi
Bilim insanları uzun süredir, DNA onarımı için yaklaşık 500 genin kritik öneme sahip olduğunu biliyordu. Corn ve ekibi, bu genlerin birbirleriyle olan etkileşimlerini sistematik olarak analiz ederek hücrelerin genomlarını nasıl koruduğuna dair yeni bilgiler elde etti. Ekip, daha önce bilinmeyen çok sayıda etkileşim keşfederek kanser tedavisinde hedeflenebilecek yeni moleküler zayıflıkları da ortaya çıkardı.
Araştırmacılar, hücre kültürlerinde insan hücrelerini genetik olarak değiştirerek her seferinde iki onarım genini aynı anda devre dışı bıraktı. Yaklaşık 150.000 farklı gen kombinasyonu test edildi.
Araştırmanın başyazarları John Fielden ve Sebastian Siegner, bu sürecin zorluklarını şu sözlerle anlattı:
“Bu kadar geniş bir kombinasyon yelpazesiyle çalışmak gerçekten büyük bir analiz gerektiriyordu.”
Hücrelerin Zayıf Noktaları Ortaya Çıktı
Tek bir geni devre dışı bırakmak çoğunlukla yeterli olmuyor çünkü hücreler genellikle bu eksikliği başka bir genle telafi edebiliyor. Corn bu durumu şu şekilde özetliyor:
“İnsan hücreleri yedekliliği sever.”
Ancak yedek görev yapan gen de devre dışı bırakıldığında, hücreler DNA’yı onarma yetisini kaybediyor ve biriken hasar sonunda hücre ölümüne yol açıyor. Araştırma sonucunda, yaklaşık 5.000 gen çifti bu şekilde tanımlandı.
Araştırmacılar, çalışmada özellikle iki gen çifti üzerinden kaybolan moleküler etkileşimleri detaylı bir şekilde inceledi. Bu sayede, hücrenin hayatta kalabilmesi için kritik öneme sahip daha önce bilinmeyen bağlantılar gün yüzüne çıkarıldı.
Kanser Tedavisi İçin Yeni Hedefler
Bu araştırma, yalnızca temel biyolojik bilgi sağlamıyor; aynı zamanda kanser tedavisine yönelik umut verici yeni yollar da sunuyor. Kanser hücreleri, normal hücrelere kıyasla daha fazla mutasyona sahip. Bu nedenle, 500’den fazla onarım geninden bazıları bu hücrelerde zaten devre dışı kalmış durumda.
Araştırmacılardan Fielden, bu konuda şu açıklamada bulundu:
“Çalışmamız, kanser hücrelerinin büyümesini durdurmak için hangi ek genlerin hedeflenmesi gerektiğini ortaya koyuyor.”
Araştırma ekibi, çalışmada kanser mutasyonları ile ilaçlarla hedeflenebilecek yeni moleküler bağlantılar arasında daha önce bilinmeyen ilişkileri de listeledi.
Corn ise bu süreci şöyle özetledi:
“Artık ormanın içinden geçen yolları gösterdik. Şimdi bu yollardan geçmek çok daha kolay.”
Ekip ayrıca, elde ettikleri sonuçların herkes tarafından erişilebilir olması için açık erişimli bir web platformu oluşturdu.
Corn, son olarak şunları ekledi:
“Diğer araştırmacıların bu platformdan faydalanmasını umuyoruz. Böylece genetik etkileşimlere dair yeni bilgiler daha hızlı somut faydalara dönüşebilir.”
Araştırma Nature Dergisinde Yayınlandı
Bu çığır açan araştırma, İsviçre Ulusal Bilim Vakfı (SNSF) ve Avrupa Araştırma Konseyi’nin (ERC) desteklediği DDREAMM projesi kapsamında yürütüldü.
