Stowers Tıbbi Araştırma Enstitüsü’nün yeni araştırması, tehlikeli bir bencil genin hayatta kalması ve çalışmasıyla ilgili önemli ayrıntıları ortaya koyuyor. Mayotik tahrik mekanizmalarını araştıran daha geniş bir topluluk, bu dinamiği anlamaktan büyük fayda sağlayabilir.
PLoS Genetics’te 7 Aralık 2022’de yayınlanan yeni bir çalışmaya göre, mayadaki bencil bir gen, işlevine izin vermek ve muhtemelen uzun vadeli evrimsel başarısına katkıda bulunmak için bir zehir-antidot mekanizması kullanıyor. Bu yöntem, patojenik haşere yönetimi için sentetik tahrik sistemleri geliştiren gruplar gibi ilgili sistemleri inceleyen araştırmacılar için çok önemli bir katkıdır. Bir gün, kolektif ve işbirliğine dayalı anlayış arzusu, mahsulleri ve hatta vektör kaynaklı hastalıklar söz konusu olduğunda insanları etkileyen haşere popülasyonlarının ortadan kaldırılmasıyla sonuçlanabilir.
Stowers Yardımcı Araştırmacısı Sarah Zanders, “Bir genomun organizmayı öldürebilecek bir protein kodlaması oldukça tehlikelidir” dedi. Ancak bu benmerkezci bileşenlerin biyolojisini bilmek, doğal popülasyonları değiştirmek için yapay sürücüler oluşturmamıza yardımcı olabilir.
Sürücüler, organizmaya yardımcı olmadan bir popülasyondaki diğer genlerin çoğundan daha hızlı yayılan egoist genlerdir. Zanders Laboratuvarı daha önce maya sürücü geni wtf4’ün tüm yavruları yok edebilecek toksik bir protein oluşturduğunu keşfetmişti. Ancak wtf4 belirli bir ana hücre için sadece bir kromozomda mevcut olduğunda, sürücü üretilir. Zehrin panzehiri olan panzehirle çarpıcı bir şekilde aynı olan bir protein dozu uygulandığında, sonuç yalnızca sürücü alelini miras alan yavruların eşzamanlı olarak kurtarılmasıdır.
Bu araştırmaya dayanarak, Zanders Laboratuvarı’nda eski bir doktora öncesi araştırmacı olan Nicole Nuckolls ve mevcut bir doktora öncesi araştırmacı olan Ananya Nidamangala Srinivasa liderliğindeki çalışma, tahrik sürecinin temelde wtf4’ten zehir ve panzehir proteinlerinin üretim zamanlamasındaki farklılıklardan ve bunların gelişen sporlar içindeki farklı dağılım modellerinden etkilendiğini buldu.
Ekip, toksinin bir yumurta veya spermin maya eşdeğeri olan sporu nasıl öldürdüğüne dair araştırmaya devam ettikleri bir model oluşturdu. Elde ettikleri bulgular, toksik proteinlerin bir araya gelerek hücre işlevi için gerekli diğer proteinlerin doğru şekilde katlanmasını potansiyel olarak engellediğini gösteriyor. Wtf4 geni hem zehiri hem de panzehiri kodladığı için panzehir, biçim olarak zehre oldukça benziyor ve onunla kümeleniyor. Bununla birlikte panzehir, zehir-antidot komplekslerini hücrenin çöp kutusuna eşdeğer olan vakuole taşıyarak izole eden ek bir bileşene sahiptir.
Araştırmacılar, bencil genlerin üreme sırasında nasıl işlediğini daha iyi anlamak için spor oluşumunun erken aşamalarını inceledi. Zehir proteininin büyüyen tüm sporlarda ve onları çevreleyen kesede ifade edildiğini, ancak panzehir proteininin kese boyunca yalnızca düşük konsantrasyonlarda bulunduğunu keşfettiler. Panzehir, büyüme sürecinin ilerleyen aşamalarında ana maya hücresinden wtf4 alan sporların içinde yoğunlaşmıştı.
Bilim insanları, sürücü gene sahip sporların zehirle mücadele etmek ve hayatta kalmalarını sağlamak için dahili olarak daha fazla panzehir proteini ürettiğini keşfetti.
Bilim insanları ayrıca wtf4 geninden panzehirin değil ama zehirin ifade edilmesinin, spor oluşumunda yer alan diğer birçok geni de düzenleyen belirli bir moleküler anahtar tarafından kontrol edildiğini buldular. Bu anahtar maya üremesi için çok önemlidir ve wtf4 ile yakından bağlantılıdır; bu da bu benmerkezci genin anahtarı kapatmaya yönelik herhangi bir konakçı girişimini engellemekte neden bu kadar usta olduğunu açıklamaya yardımcı olur.
Nidamangala Srinivasa şunları söyledi: “Bu canlıların bu kadar uzun süre varlıklarını sürdürmelerinin nedenlerinden biri, maya üremesini sağlayan aynı önemli anahtarı manipüle etmek gibi kurnazca bir yaklaşım kullanmış olmalarıdır.”
Nuckolls, “Bu DNA parazitlerini sivrisineklerde ifade edilecek ve onların yok olmasını sağlayacak şekilde tasarlayabilirsek, zararlı türleri kontrol edebiliriz” dedi.
Kaynak: scitechdaily
