Bilim insanları artık hidra olarak bilinen küçük tatlı su omurgasızlarının kayıp kafalarını nasıl yeniden üretebildiklerini daha iyi anlıyor. Bir hidranın vücudu çok basittir: bir ucunda dokunaçlarla çevrili bir ağız ve diğer ucunda kavrayıcı bir ayak uzantısına sahip tüp benzeri bir silindirdir. Bununla birlikte, hidralar vücutlarının kesilen kısımlarını yeniden inşa etme konusunda inanılmaz bir kapasiteye sahiptir; uygun koşullar sağlandığında, kopan bir doku parçasından tamamen yeni bir canlı ortaya çıkabilir.
Hidralar laboratuvar deneylerinde kendi hücrelerini sonsuza kadar yenileyebildiklerini göstererek biyolojik olarak ölümsüz olduklarını kanıtladılar. Ancak daha önceki çalışmalar hidra rejenerasyonunun bazı unsurlarını saptayabilmiş olsa da, bilim insanları hidra genomunun hücrelerine yepyeni bir kafa geliştirmeleri için nasıl talimat verdiğini anlamaya çalışıyorlar.
Yeni bir hidra tomurcuklandığında -ya da eşeysiz üreme sırasında doğrudan bir ebeveynin vücudundan çıktığında- başının büyümesini şekillendiren genetik talimatlar artık bilim insanları tarafından haritalandırıldı. Bununla birlikte, yeni bir başın büyümesi sırasındaki gen aktivitesinin, döllendiğinde yeni bir hidrada baş büyümesini şekillendiren genetik talimatlardan farklılaştığını da gösterdiler.
Araştırmacılar, gen ifadesinin rejenerasyon sırasında, bir hidra tomurcuklanırken ve ilk başını üretirken olduğundan önemli ölçüde daha fazla değiştiğini, ancak sonuç aynı olsa bile yeni bir hidra başı olduğunu buldular.
Denizanası, deniz şakayığı ve mercanlarla birlikte Cnidaria filumuna ait olan 20 ila 30 Hydra türü vardır. Knidarlılar, dokunaçları ve merkezi bir eksen etrafında simetrik gövdeleri olan su omurgasızlarıdır. “Kuzey Amerika Tatlı Su Omurgasızlarının Ekolojisi ve Sınıflandırılması “na göre, hidraların başlarını çevreleyen on ila on iki dokunaçları vardır ve uzunlukları 0,8 inç (20 milimetre) kadar büyüyebilir (Academic Press, 2010).
Santa Barbara’daki California Üniversitesi Ekoloji, Evrim ve Deniz Biyolojisi Bölümü’nde doktora sonrası araştırmacı olan çalışmanın eş yazarı Aide Macias-Muoz’a göre bilim insanları hidraların yaklaşık 280 yıl önce ilk keşfedildiklerinden beri yenilenebildiklerini biliyorlardı.
Önceki çalışmalar, “Wnt” yolundaki bir dizi genin hidraların kafalarının büyümesini kontrol ettiğini ve vücudun üst kısmına yakın bir yerde bulunan kafa düzenleyicileri olarak bilinen bir hücre topluluğunun, yeni bir kafa için özel dokuların gelişimini yönlendirmek üzere kafa kütüğünün yakınındaki hücrelerle iletişim kurduğunu da ortaya koymuştu.
Dokunaç halkalı kafaya yakın bir yerde bulunan ve kafa düzenleyici olarak bilinen bir dizi hücre, hidralarda kafa büyümesini kontrol ediyor.
Araştırmacılar, hidra genomunda yalnızca hidralar yeni kafalar büyütürken aktif olan açma/kapama anahtarlarını bulmak için önce hidra rejenerasyonuna katkıda bulunan 27.000’den fazla genetik bileşen belirledi. Daha sonra birkaç bin elementten oluşan daha küçük grupları haritaladılar.
Çalışmanın yazarları bu haritaları çıkarırken tüm kafaların eşit yaratılmadığını keşfettiler. Bir hidranın kafası tomurcuklanmadan sonra yaklaşık 72 saat içinde büyür ve yeni bir kafa yaklaşık 48 saat içinde gelişir. Ayrıca, araştırmacılar tarafından iki süreç arasında 298 gen ifadesi tutarsızlığı bulundu.
Macias-Muoz “Tomurcuklanma sırasında, genler (kafa düzenleyicisinde rol oynayanlar da dahil olmak üzere) zaman içinde yavaş ve sürekli olarak yükseliyor gibi görünüyor” dedi. Öte yandan, rejenerasyon sırasında, genler daha dinamik bir ifade sergiler; bazıları hızla büyür ve daha sonra düşer ve rejenerasyonun çeşitli aşamalarında ifade zirvelerine sahiptir.
Macias-Muoz belirttiğine göre, rejenerasyon, gelişim ve tomurcuklanma için hidra başının büyümesine yönelik genetik planlarda varyasyonlar olması, bu tür varyasyonların ilk kanıtıdır. Bu durum, hayvanların muhtemelen yüzlerce gen içeren tamamen farklı kafa büyütme planlarına sahip olabileceği ihtimalini ortaya çıkarıyor.
Macias-Muoz, bu durumun, duruma bağlı olarak, bir kafa inşa etmenin üç alternatif yolu olduğu anlamına geleceğini de sözlerine ekledi.
Kaynak: LiveScience
