Kuyruklu Maymozların Bizim Gibi Beyin Geliştirmesini Engellemiş Olabilecek Eski Bir Virüstten Küçük Genetik Değişiklik

İnsanlar ve şempanzeler, toplumlarımızın biçimlenmesindeki büyük farklara rağmen son derece benzerdir.

Ortak bir atadan yaklaşık 5-6 milyon yıllık evrimin ardından, DNA‘mızın yalnızca %1,2’si farklıdır.

Yaklaşık 4 milyon yıl önce şempanzeleri (Pan troglodytes) ama insanları enfekte eden bir virüs bunun kısmi nedenidir.

Bugün Science Advances‘te yayımlanan yeni bir çalışmaya göre, bu eski retrovirüs, şempanze DNA’sında beyin gelişimimizdeki büyük farklara yol açan küçük bir değişikliğe neden oldu.

“Bu kadar çok protein sentezleyen genimiz benzerken, insan ve şempanze beyinlerinin nasıl farklı evrimleşebileceğini anlamak istedik,” çalışma yazarı Patricia Gerdes, ScienceAlert‘e söyledi.

Gerdes, İsveç’teki Lund Üniversitesi’nin bir moleküler nörojenetikçisidir.

“Eski virüslerin genomda DNA geride bıraktığını ve bu kalıntıların yakındaki genleri etkileyebileceğini biliyorduk,” dedi.

“PTERV1 (Pan troglodytes endojen retrovirüs-1), şempanzelerde ve diğer Afrika maymunlarında bulunan ancak insanlarda bulunmayan özellikle ilginç bir adaydı.”

Beyin gelişimi, şempanzeler ve insanlar arasındaki bilinen bir fark noktasıdır: Örneğin, beyinlerimiz yaklaşık üç kez daha büyüktür.

Olası ki bu eski virüs, türlerimizin ayrıldığı yol ayrımında bile bir rol oynamış olabilir.

İnsanların, bu kadar çok maymun akrabamızın aksine neden PTERV1’e yakalanmadığı belirsizdir, ancak birkaç teori vardır.

Olası ki benzersiz bir antiviral protein olan TRIM5α, bizleri buna karşı korumuştur. Olası ki şempanze ve insan ataları viral pandemi yayıldığında farklı bölgelerde yaşamıştır.

Yeni çalışma bu soruyu yanıtlamaya çalışmaz, ancak enfeksiyonun şempanze beyin gelişimine yönelik belirli bir etkisini ortaya koyar.

Yıllar önce PTERV1, şempanze genomuna o zamandan beri bugün de aktif olan DNA dizilerini yerleştirdi.

İnsanların ve şempanzelerin, hücrelerimize belirli bir proteinin inşası için talimat veren DNA’dan oluşan LINC00662 adlı bir molekülü vardır.

“Onun insan beyin gelişiminin erken döneminde aktif olduğunu bulduk ve deneylerimiz, [insan] hücrelerinin olgunlaşıp uzantılar oluşturmasına yardımcı olduğunu öne sürüyor,” diye açıkladı Gerdes.

(Fiordaliso/Moment/Getty Images)

Şempanzelerde de vardır ve işte virüsün izini bıraktığı yer de tam olarak budur.

Virüsün DNA yerleştirmesi, şempanzenin LINC00662‘sini devre dışı bırakır.

İnsan beyin organoidleri (küçük hücre kümeleri, laboratuvarda araştırma modeli olarak yetiştirilir) üzerinde yapılan deneylerde, ekip LINC00662‘yi devre dışı bıraktığında, nöronlar ve uzantıları (beyinde bilgi ileten dendritler ve aksonlar) LINC00662 sağlamken olduğu kadar yaygın biçimde olgunlaşıp çoğalamadı.

“LINC00662‘nin insan vücudundaki tüm rollerini ya da onun aktivite kaybının şempanzeler için bütün olarak ne anlama geldiğini henüz bilmiyoruz,” dedi Gerdes.

Bu tür bir organoid deneyi, bilim insanlarına örneğin PTERV1’in bir gün insan genomuna girip benzer bir düzenlemeyi yapabilmesi durumunda ne olabileceğine dair hızlı bir ön izleme elde etmelerinin harika bir yoludur.

“İnsanlar aynı yerleştirmeye sahip olsaydı, muhtemelen LINC00662‘yi devre dışı bırakır ve beyin hücrelerinin gelişimini değiştirirdi,” diye açıkladı Gerdes.

“Ancak bunun belirli bir beyin biçimi, yeteneği veya davranışı üretmesi gerektiğini öngöremeyiz. Etki aynı zamanda çevredeki insan DNA’sına ve diğer genlere de bağlı olabilir.”

Peki ya şempanzeler, sürükledikleri eski viral DNA’nın, kendi LINC00662‘lerinin tam potansiyelini gerçekleştirmesini engellediği o DNA’dan kurtarılması durumunda?

“Deneyimizde, yerleştirmeyi şempanze kök hücrelerinden kaldırmak LINC00662 aktivitesini geri getirdi. Bu, yerleştirmenin bu geni devre dışı bırakmaya katkıda olduğunu gösterir. Kaldırılmasının beyin gelişimini dönüştüreceğini göstermez,” dedi Gerdes.

“Beyin farkları, çok sayıda genetik ve gelişimsel etkiden doğar ve yetişkin bir beyinden yerleştirmeyi kaldırmak, beyinin önceki gelişimini geri almayacaktır.”

Böylece, ansızın bir Maymunlar Gezegeni senaryosunun riskinin olmadığı görülüyor.

Ancak bu, virüslerin Dünya üzerindeki hayatın evriminde ne kadar etkili olabileceğini iyice vurgular ve retroviral yerleştirmelerin insan ile şempanzeler arasındaki farklara katkıda bulunduğuna dair ek kanıt ekler.

Neyin bu kadar farklı olabileceğini düşünmek ilginç…

Araştırma, Science Advances dergisinde yayımlandı.

Bu makale, Fiona MacDonald tarafından doğrulandı ve Fiona MacDonald tarafından düzenlendi. Sürecimize gurur duysak da yalnızca insanız. Bir hata fark ederseniz, lütfen bize bildirin.