Almanya'daki Avrupa Moleküler Biyoloji Laboratuvarı (EMBL) ve Fransa'daki Curie Enstitüsü'nden bilim insanları, memeli dişilerdeki X kromozomuna dair önemli bir keşif yaptı. Araştırmaya göre SPEN proteini, X kromozomunu etkisizleştirme sürecinde kritik bir rol oynuyor. SPEN proteini vasıtasıyla dişi memeli embriyoları iki X kromozomundan birindeki gen ifadesini baskın hâle getiriyor.
Nature dergisinde yayınlanan makaleye göre bilim insanları, SPEN proteininin X kromozomu üzerindeki aktif genleri nasıl hedef alıp onları susturduğunu gösteriyor. Yeni çalışma, X kromozomunu etkisizleştirme sürecine ilişkin yeni bir bakış açısı getiriyor.
İkinci X kromozomu 'susturuluyor'
Memelilerde erkek ve dişiler, cinsiyet kromozomları aracılığıyla farklılaşıyor: Erkeklerde bu dizilim, XY iken dişilerdeyse XX. Bu durum, potansiyel bir dengesizliğe neden oluyor çünkü X kromozomu üzerindeki binden fazla gen, erkeklere nazaran dişilerde iki kat fazla olarak karşımıza çıkıyor. Erken embriyonik ölümlere neden olduğu gösterilen bu dengesizliği aşmak için dişi embriyolar, iki X kromozomunun birinin üzerindeki gen ifadelerini devre dışı bırakıyor.
Bilim insanları, genlerin X kromozomu üzerinde nasıl susturulduğunu anlayamıyordu ancak Xist adı verilen bir molekülün bu süreci başlattığı biliniyordu. Xist, hücrenin DNA'sını kalıp olarak kullanan ancak protein yapımı için talimatlar taşımayan türde bir RNA. Xist de ifade edildiği kromozomu kaplayarak onun susturulmasına neden oluyor.
Son çalışmaya kadar gen susturulması mekanizmasına aracılık eden Xist'in başlattığı sürecin tamamı gizemini koruyordu. Araştırmayla birlikte X kromozomunu etkisizleştirmede anahtar bir rol oynayan SPEN proteininin fare embriyolarında ve embriyonik kök hücrelerde nasıl faaliyet yürüttüğü tespit edildi. Yeni çalışma, 1961 yılında Mary Lyon tarafından keşfedilen X kromozomunun etkisizleştirilmesi sürecini ilk kez ayrıntılı kavramamızı sağladı.
Susturulan genler, hücre ölene kadar orda kalıyor:
SPEN'in faaliyetini göstermek için bilim insanları, kök hücredeki SPEN yoğunluğunu azalttı ve X kromozomu etkisizleştirilmesinin gerçekleşmediğini tespit etti. Yine SPEN'in kromozoma bağlandığı zaman işini yaptığı gözlemlendi.
Süreç başladığında Xist harekete geçiyor ve SPEN'i bağlıyor, SPEN de X kromozomu boyunca toplanıyor. Sonrasında SPEN, aktif genlerin düzenleyici bölgeleriyle etkileşime geçiyor. Genlerin etkisizleştirilmesi başarılır başarılmaz SPEN, bağlantısını kesiyor. Sonrasında bu genler, hücrenin yaşam süresi boyunca etkisiz kalıyor.
Bilim insanları, SPEN'in özel bir bölgesi olan SPOC'un gen susturulmasında özel bir rol oynadığını da keşfetmiş. SPOC, RNA içerisine DNA'nın kodları aktarılırken RNA sentezinde görev alan çok sayıda proteinle de etkileşime geçiyor. SPOC, bunun yanı sıra kromatin yeniden modellemesi ve modifikasyonu süreçleriyle de etkileşim hâlinde.
Bilim insanları, X kromozomunun etkisizleştirilmesi sürecinin arkasındaki mekanizmayı anlamada henüz başlangıç aşamasında olunduğunu da belirtiyorlar.
