Esrarengiz çıplak kör farenin genomu dizilendi

Salı, 18 Ekim 2011 15:37

En olağandışı memeli türlerinden olan çıplak kör fareler, yer altında yaşama sağladıkları uyum bir yana, karınca kolonilerine benzer tamamen hiyerarşik tipte sosyal yaşamları, kanser nedir bilmemeleri, ayrıca aşırı uzun ömrüleri nedeniyle dikkat çekiyor. Çıplak kör farenin genomu ve transkriptomu geçen hafta yayınlandı. Sonuçlar, bu ilginç hayvanın genetik evrimine ve kimi özelliklerini nasıl kaybettiğine ışık tutuyor.

Doğu Afrika'nın kurak bölgelerinde yaşayan çıplak kör fareler (Heterocephalus glaber), tamamen tüysüz, 10 santimetre boyunda, kemirgen takımından hayvanlardır. Dişleriyle açtıkları yer altı tünellerinde yaşar, çoğunlukla kök yerler. Yer altında, karanlıktaki yaşamları nedeniyle, çıplak kör farelerin görme yetileri evrimsel zaman içinde körelmiştir - tıpkı köstebekler ve Anadolu ve Ortadoğu'da yaygın bir tarım zararlısı olan kör fareler gibi.

Koloni yaşamı ve uzun ömürlü kraliçeler
Ancak çıplak kör fare, diğer yer altı memelilerinden çok daha garip bir canlıdır. Bu hayvanlar, karınca ve arı tipinde, aşırı hiyerarşik koloniler halinde yaşarlar. Kuzenleri Damaraland kör fareleri ile beraber, bu tip 'tamsosyal' (İng. 'eusocial') diye nitelenen yaşam biçiminin memeliler arasında tek temsilcileridir.

Gerçi insan dahil çok sayıda memeli, sıkı bir sosyal yapı içinde yaşar. Ancak çıplak kör farelerin -keza karıncaların- sosyal yaşamları katı bir işbölümü üzerine kuruludur. Yalnızca bir 'kraliçe' ve birkaç erkek ürerken, diğer üyeler tünel açmak, besin toplamak ve koloniyi savunmak gibi roller üstlenirler*. Kraliçe, salgıladığı hormonlar sayesinde diğer dişilerin üreme güdülerini bastırır. Üreme eğilimi gösteren üyelere ise fiziksel şiddet uygular.

Çıplak kör farelerin bir diğer ilginç özelliği, bu hayvanlarda şimdiye kadar kansere rastlanmamış oluşudur. Muhtemelen bağlantılı bir diğer nitelikleri de aşırı ömürleridir: Fare ve sıçan gibi akrabaları azami 3-5 yıl, çoğu kemirgen de en fazla 10-15 yıl yaşarken, çıplak kör farelerin 30 yıl yaşadıkları gözlenmiştir. Öte yandan doğal koşullarda yalnızca kraliçe uzun yaşar, işçilerin ömürleri 2-3 senedir.

Çıplak kör farelerin diğer acayip özellikleri arasında, belli tür acılara duyarsız olmaları ve memelilerin temel özelliklerinden olan, vücutlarını ısıtma yeteneklerini kaybetmiş olmaları da sayılabilir.

Çıplak kör farenin ölen genleri
Koreli, ABDli ve Çinli araştırmacılardan oluşan bir ekip, çıplak kör farenin genomunu, yani tüm DNA dizisini dizileyerek, analizini geçtiğimiz hafta Nature dergisinde yayınladı. Genom dizisi, çıplak kör farenin fare ve sıçandan 73 milyon yıl önce ayrıştığını gösterdi. Kemirgenler ve -insan dahil- primatların ise 93 milyon yıl önce ayrıştığı bilinmekte. Yani çıplak kör fare, kemirgen takımından da olsa, farelerin ancak çok uzak bir akrabası.

Çözümlemenin asıl ilginç kısmı ise, çıplak kör fare genomunda işlevini yitiren, kısaca ölen genlere dairdi. Genlerin işleyişlerine dair bilgi dağarcığımızı kullanarak, bir canlının hangi genlerinin artık işlevini yitirdiğini bulabiliriz. Örneğin o genin DNA dizisini silen veya proteine bağlanma yeteneğini bozan bir mutasyon gerçekleşirse, gen artık protein üretemez hale gelir, bir diğer deyişle ölür. Eğer genin canlı için önemi kalmamışsa, mutasyonların da zararı kalmaz, hatta faydalı bile olabilirler**.

Çıplak kör farenin genomunda da bu şekilde 'ölen' genlerin, artık kullanılmayan işlevlere ait olduğu bulundu. Örneğin ölen genler arasında görme ve üremeyle ilgili genler öne çıkıyordu. Bu değişimlerin, kör farelerin karanlıkta görsel duyularını kullanmamaları, öte yandan koloni yaşamında cinsel rekabetin ortadan kalkmasıyla ilgili olduğunu tahmin etmek zor değil. Keza görme, vücut ısınması ve acı hissiyle ilgili kimi temel genlerde, işlevlerini bozması muhtemel mutasyonların biriktiği görüldü.

Ekip, ayrıca çıplak kör fare genomunu diğer memelilerle karşılaştırarak, bu canlıda hangi genlerin pozitif seçilime uğradığı, yani evrimsel zaman içinde 'yararlı' mutasyonlar biriktirdiklerini tespit etti. Bu tip 45 gen içinde telomerlerle ilgili iki gen dikkat çekti. Telomerler hücre bölünmesi ve ömrünü belirleyen kromozom yapıları olduğu için, telomerleri etkileyen genlerdeki değişimler de çıplak kör farenin aşırı uzun ömrüne katkıda bulunuyor olabilir.

Araştırmacı ekip ayrıca çeşitli dokularında gen anlatımını, yani mRNA düzeyilerini RNA dizileme yöntemiyle inceledi. Gen anlatımı, bir dokudaki genlerin etkinlik düzeylerini gösterir. Ekip, çıplak kör farede yaşlanmayla birlikte genlerin etkinlik düzeylerinin değişimini, ev faresinin yaşlanması sırasındaki değişimlerle karşılaştırdı. Bu karşılaştırma, çıplak kör farede yaşlanmayla ilgili değişimlerin, fareden ciddi fark gösterdiğine işaret etti. Yazarlar, iki canlının yaşlanma süreçleri arasındaki bu farkın, çıplak kör farenin uzun yaşamıyla ilgili olabileceğini tahmin ediyorlar.

Gelecek çalışmalar
Çalışma, bu ilginç canlının ilk genom ve transkriptom*** analizi olması nedeniyle değer taşıyor. Makale, çıplak kör farenin görme, ısınma ve acı hissetme yeteneklerinin genetik düzeyde nasıl köreldiğine dair önemli miktarda veri sağlıyor.

Ancak bu canlının hangi dönemde ve koşullarda bu özgün yaşam biçimine evrildiğini, hiyerarşik yapısının nasıl temin ettiğini, keza uzun ömürlüğünün genetik temellerini keşfetmek için daha çok sayıda ayrıntılı çalışma gerekecek. Örneğin tespit edilen muhtemel 'yararlı' mutasyonları fareye aktarıp, etkilerini farede inceleyerek, bu genlerin etkileri test edilebilir. Elbette genomunun dizilenmiş olması, bu tip çalışmaları ciddi ölçüde hızlandıracaktır.

Son bir not: Çıplak kör fare Somali, Kenya ve Etiyopya'ya has olmasına rağmen, makalede bu ülkelerden tek bir araştırmacı dahi bulunmuyor. Bu da dünyada bilimsel üretimin eşitsiz dağılımını bize bir kez daha hatırlatıyor.

Dipnot:

*Bu haliyle tamsosyal koloniler, çokhücreli bir hayvanı andırırlar: Bizim gibi çokhücreli canlılarda da, vücut hücrelerinin yalnızca çok çok küçük bir kısmı üremeye katılır ve sonraki nesle aktarılır. Vücut hücrelerinin çoğu ise sabit bir işlev gerçekleştirirler kaslar, sinir hücreleri, bağışıklık hücreleri gibi. Bu hücreler kendi başlarına çoğalmaya kalktıklarında ise kanser oluşur.

**Buna insan evriminden bir örnek, koyu deri rengini sağlayan genlerin Ekvator'dan uzakta yaşayan topluluklarda bastırılmalarıdır. Güneş ışınlarının fazla yoğun olmadığı coğrafyalarda, bu mutasyonlar sayesinde deri rengi de açılmıştır.

***Tüm genleri kapsayan çapta gen anlatımı incelemesi

(soL - Bilim)