•Bilim insanları, gelişmekte olan bir fare embriyosunun hücre soyunu yeniden inşa etti. Döllenmiş yumurta ikiye bölündüğü andan, vücudun ve organlarının oluşumu tamamlandığı ana kadar uzanan 13,5 günlük süreçte hücrelerin birbirinden türemesi kaydedildi. (Farelerde tam gebelik süresi 19 ile 21 gün arasıdır.)
Araştırma sonuçları, 8 Ekim 2026 Perşembe günü Science dergisinde yayımlanacak.
“Embriyodaki hücrelerin erken soyunun, sonraki dönemlerde bu hücrelerin neye dönüşeceğini nasıl etkilediğini izlemekle ilgileniyoruz. Hücre soylarını araştırmak normal gelişimi çözmemize yardımcı olur. Böyle bir araştırma nihayetinde doğum kusurları, nörogelişimsel durumlar, genetik hastalıklar veya kanser hakkındaki bilgiyi ilerletebilir,” dedi Seattle’daki Washington Üniversitesi Tıp Fakültesi’nde genom bilimleri profesörü ve Howard Hughes Tıp Enstitüsü araştırmacısı Dr. Jay Shendure.
Chengxiang Qiu ile birlikte, Science makalesinin ortak kıdemli yazarları arasında yer alıyor. Qiu, New Hampshire’daki Dartmouth College’da moleküler ve sistem biyoloğu olarak çalışıyor.
Hücre geçmişini DNA‘ya kaydetmek
Araştırmacıların en son kilometre taşı, Shendure ile Sloan Kettering Kanser Merkezi’nde çalışan Junhong Choi tarafından icat edilen “DNA Typewriter” adlı bir izleme teknolojisinin kullanılmasıyla elde edildi.
Ekip, farenin DNA’sını bir kayıt ortamı olarak kullanmak için yeniden tasarlanmış bir bantı döllenmiş fare yumurtasının genomuna yerleştirdi. Yeniden tasarım, bantın kaydının hücrelerden geriye okunmasını kolaylaştırıyor. Hücreler bölünüp embriyoyu oluşturmak üzere farklı özellikler kazandıkça, DNA Typewriter her hücrenin kendi genetik malzemesinin içinde kalıyor; bir gemi kuyruğunun (geminin günlük kaydı) işlevini görüyor.
“Gerçek bir yazıcı gibi düşünün, ancak kağıt yerine bir hücrenin kendi DNA’sına yazar,” dedi çalışmanın ilk yazarlarından Haedong Kim, UW Medicine’da genom bilimleri doktora sonrası bilim insanı ve aynı zamanda Seattle Sentetik Biyoloji Merkezi ile Howard Hughes Tıp Enstitüsü’nde görevli. “Her hücre bölündüğünde bir sonraki boş satıra tek yeni bir karakter basar—her zaman sırayla, daha önce yazılanın üzerine hiç yazmadan. Karakterler her zaman sırayla doldurulduğu için, o sıranın kendisi hücrenin bölünme geçmişini ortaya koyar.”
Bu kodlar ardından bir hücrenin torunlarında geriye okunabilir. Ortak DNA Typewriter işaretleri, bilim insanlarına ortak bir ata hücreden gelen hücre gruplarını tanımlamalarına yardımcı olur.
“Kaydı yazmak işin sadece yarısıdır. Onu aynı zamanda her hücreden geriye okumanız gerekir, bu yüzden bantı daha kolay okunabilir hale getirmek için yeniden tasarladık,” dedi Kim.
Kırık dökük soy kayıtlarının ötesinde
Bir memelinin vücudunun karmaşıklığı, bilim insanlarını gelişmekte olan faredeki sayısız ve çeşitli hücre tipinin soyunu doğru biçimde izlemeyi zorlayan bir meydan okuma haline getirdi. Onlarca yıl önce diğer bilim insanları küçük yuvarlak solucanda böyle bir başarıya ulaştı; ancak şeffaf bu canlı, karşılaştırmalı olarak az sayıda hücreye sahip basit bir iç yapıya sahiptir. Farenin embriyolik hücre soyunu eski teknolojilerle izlemeye yönelik girişimler önemli veri üretti, ancak daha kırık dökük bir görünüm sundu.
Ayrıca, DNA’yı kesen eski yöntemler iz bırakabilir; araştırmacılara göre bu durum böyle. Buna ek olarak hücrelere daha sert yaklaşırlar ve çoğu zaman kaydedilen erken kayıtları silerler. Kayıt kapasiteleri hızla tükenir. Belirli bir sırayla işaret koymadıkları için zaman çizelgesini sonrasında tahmin etmek gerekir.
“DNA Typewriter bunların tümünden kaçınır,” dedi Kim. “DNA’yı tamamen kesmeden yazar, nispeten istikrarlı biçimde kaydı sürdürür ve her şeyi kesin bir sırayla yazar; böylece hücre soylarını çok daha yüksek çözünürlükte, daha uzun süre için kaydedebiliriz.”
Araştırmacılar bu kaydı 100 döllenmiş fare yumurtasında denedi ve incelemek üzere 10 embriyo elde etti. Embriyo No. 3’te kayıt sistemi açıkça devreye girmişti ve en zengin geçmişi biriktirmişti; bilim insanları tam analizlerini bunun üzerine yoğunlaştırdı.
İlk iki hücrenin torunlarını izlemek
Çalışma birkaç yeni içgörüyle sonuçlandı. Bunlardan biri, döllenmiş fare yumurtası ikiye bölündüğü anda yakalanan şanslı bir olaydan kaynaklandı.
“Kaydımız, ilk iki hücreyi ayırt eden net ve kalıcı bir işaret yakaladı; böylece embriyodan profilleştirdiğimiz neredeyse her hücreyi bu iki kurucu hücreden birine geri izleyebildik,” dedi Kim. “Bu iki kurucu hücreden biri diğerinden daha çok torun üretti, ancak her ikisi de neredeyse eşit oranlarda çeşitli hücre tipleri üretti.”
Hücre tipleri farklı geliştirme takvimini izler
Bir başka bulgu da şuydu: Kayıtları analiz ederek bilim insanları, her hücre tipinin gelişme sırasında kendi ayrı yoluna ilk kez ayrıldığı anı belirleyebildi.
Bilim insanları, bu geliştirmen soy ağacının, hücrelerin işlerini ne zaman seçtiğini anlamalarına yardımcı olabileceğini gösterdi. Sonuçlar, onlarca yıllık çalışmalar birikimiyle birbiriyle tutarlıydı; ancak burada tek bir fare içinde ölçüldüler.
“Kan hücreleri ve retina nispeten erken, derinin dış katmanı ise belirgin biçimde daha geç taahhüt verdi. Hücre kaderi aynı anda belli değildi. Farklı hücre tipleri kendi ayrı takvimleriyle kimliklerine yerleşti; bazıları erken, bazıları da geç,” dedi.
Genel çalışmaya bakarak Kim, “Bu tür büyük ölçekli geliştirmen kayıtlar, bilim insanlarına bir hücrenin bütün bir vücuda nasıl dönüştüğünün haritasını çıkarır—organların doğru biçimde nasıl oluştuğunu, bu sürecin doğum kusurlarıyla nasıl yanlış gidebileceğini ve anormal hücre büyümesinin kanseri nasıl sürüklediğini açıklamaya yardımcı olur. Kök hü mühendisliği ilerledikçe, bu tür bir kayıt, terapötik kullanım için hücreleri mühendislikle yönlendirmemize de yardımcı olabilir,” dedi.
Çalışmanın diğer ilk yazarları, Shendure’nin bilimsel müdürü olduğu UW Tıp Fakültesi’nde genom bilimleri bölümü ve Seattle Sentetik Biyoloji Merkezi’nde görev yapan Qi Yu ile Sophie Seidel’dir. Shendure aynı zamanda UW Medicine Brotman Baty Enstitüsü’nün Hassas Tıbbı için ve Allen Hücre Soy İzleme Enstitüsü’nün bilimsel müdürüdür.
Qi Yu ve arkadaşları, “A DNA Typewriter records the cell lineage history of a mouse, from zygote to late organogenesis,” Science (2026). DOI: 10.1126/science.ael0508. www.science.org/doi/10.1126/science.ael0508
Science dergisi bilgileriyle ilgili:
University of Washington School of Medicine tarafından sağlandı.
İlk yorumu siz yazın
Fikrinizi bir kaynak, soru veya yapıcı karşı görüşle geliştirin.