Home � Bilim

Çıplak kör fareyi aside karşı tepkisiz yapan etkenin iyon kanalları olduğu bulundu

   Geçtiğimiz Ekim ayında, birçok özelliğiyle bilim dünyasının ilgisini çeken çıplak kör farenin [tüysüz köstebek faresi; Heterocephalus glaber] genomu ve transkriptomu ile ilgili çalışma Science dergisinde yayınlanmıştı. 16 Aralık tarihinde ise bu hayvanla ilgili Tıp alanına önemli faydası dokunabilecek ve mutasyonların faydalı da olabildiğine dair güzel bir örnek teşkil eden yeni bir çalışma daha yayınlandı. Aşağıda bu çalışmanın özetini bulacaksınız. Ama önce çıplak kör fare ve yaşam biçimiyle ilgili kısa bir ön bilgi:

 

"Çıplak kör fare ve Damaraland köstebek faresi gerçek sosyal yaşam (esocial) geliştirmiş olan tek memeli türüdür. (Gerçek sosyal yaşam karıncaların, arıların ve akkarıncaların geniş koloniler  oluşturarak, tek bir doğurgan kraliçenin kısır hizmetkarları olarak “özverili” bir şekilde yaşamasıdır.) Bir kraliçe fare bütün doğurganlık faaliyetlerini tek  başına üstlenmiştir ve salgıladığı feromonlar yoluyla diğer dişilerin üreme organlarının olgunlaşmasını engelleyerek de koloniyi hizada tutar. Çıplak kör fare koprofajdır -kendi  dışkısıyla  beslenir- ve hamileliğin  ileri  safhalarında  karnı  çok  fazla  şiştiği için anüsüne ulaşamayan kraliçe fare hizmetkârlarından dışkı dilenir. Çıplak kör fare çirkin ve tuhaf bir yaratıktır; Tabiat  Ana’nın felsefi fantezilere rakip olması için seçtiği bir düşünce deneyi gibidir."

(Dennett,  D. [1995]. Darwin'in Tehlikeli Fikri)

 

 

 

İyon kanalları çıplak kör fareyi asit uyaranlarına karşı tepkisiz yapıyor

 

   Max Delbrück Moleküler Tıp Merkezi’ndeki (MDC) araştırmacılar çıplak kör farenin neden aside maruz kalınca ağrı hissetmediğini buldu. Bu hayvanlar Afrika'nın kurak bölgelerinde, dar ve sıkışık deliklerde yaşar. Buralarda ortamdaki karbondioksit (CO2) oranı çok yüksektir. CO2 normalde vücut dokularında aside dönüşür ve bu da sürekli olarak acı algılayıcılarını aktive eder; ancak çıplak kör farede bu ağrı oluşmaz. Onların acı reseptörlerindeki iyon kanalları mutasyonla değişmiştir ve asitle inaktive olur, böylece bu hayvanların asit uyaranlarına maruz kalındığında ağrı hissetmesini engeller.  Yani faydalı bir mutasyondur.  Dr. Ewan St. John Smith ve Prof. Gary Lewin bu ağrı duyarsızlığının, Afrika çıplak kör farelerinin evrim sürecinde ekstrem çevre koşullarına adapte olması nedeniyle geliştiğini bildirdi.

 

 

Fotoğraf:  Afrika çıplak kör faresi  (Credit: Photo: Petra Dahl/ Copyright: MDC)


  
   Nav1.7 sodyum iyon kanalı, ağrı uyaranlarının beyne iletilmesinde kilit bir rol oynar. Ağrı reseptörlerinde bir sinir uyarısı oluşturur. Günümüzde dişhekimleri sodyum iyon kanal blokörlerini lokal anestezik olarak kullanmaktadır ama bu blokörler sadece Nav1.7 iyon kanalını değil, ulaştıkları bütün iyon kanallarını hedefler. Nav1.7  iyon kanalında genetik bir mutasyon nedeniyle bozukluk olan insanlar ağrı hissetmez. Fakat bu durum insanda bir avantaj değil, dezavantaj oluşturur. Küçük yaralanmalar farkedilemez ve bu da genellikle ciddi sorunlar yaratır.

 

   Fakat bu durum çıplak kör farede böyle değildir. Onlar için aside duyarsızlık hayatta kalmalarını sağlayan bir avantaj haline gelmiştir. Yaşadıkları deliklerdeki havanın CO2 oranı o kadar yüksektir ki, bir insanın veya herhangi başka bir hayvanın böylesi bir ortamda hayatta kalması mümkün değildir. Normalde yüksek CO2 oranları ve asit, tüm memelilerde şiddetli ağrı oluşturan yaralara ve inflamasyona sebep olur. Dolayısıyla romatizma gibi inflamatuvar eklem rahatsızlığı olan hastaların dokularında, yüksek oranda asit bulunur. Dokularda bulunan bu yüksek miktardaki asit de ağrı alıcılarını uyarır.

 

   Çıplak kör farelerde de ağrı alıcıları vardır. Bir önceki çalışmada Prof. Lewin’in başında olduğu araştırmacılar, çıplak kör farelerin ısıya ve basınca tıpkı diğer fareler gibi duyarlı olduğunu ama onların aksine aside duyarsız olduğunu bulmuştu. Dahası çıplak kör farelerin, insan ve farelerle birlikte tıpkı diğer memeliler gibi Nav1.7 iyon kanallarına sahip olduklarını göstermişlerdi. (Dr. St. John Smith ve Prof. Lewin’in Science dergisinde yayınladığı bu çalışmayı okumak için tıklayınız.)  Dolayısıyla araştırmacılar, bu kanalların çıplak kör fare ile diğer fare türlerinin duyu sinirlerindeki görevlerini inceleyerek, bu iki tür arasında kanalın üstlendiği görev bakımından bir fark olup olmadığını öğrenmeye çalıştı.

 

 

   Yapılan son çalışmada, çıplak kör farelerdeki NaV1.7 iyon kanalının gerçekten de insan ve diğer fare türlerinden yapısal anlamda farklı olduğu ortaya çıktı.


  İyon kanalları amino asitlerden meydana gelmiş protein yapılardır. Amino asitler de genler tarafından kodlanır. Çıplak kör farenin NaV1.7 iyon kanalı, diğer memelilerden farklı olan 3 yapısal amino asit bulundurur. Mutasyonla değişmiş olan bu 3 protein alt birimi, hayvanın iyon kanalının asitle uyarılmasını engelleyen ciddi bir blokaja veya bozulmaya sebep olur. Bu fenomen, insan ve farelerin NaV1.7 iyon kanallarında da gözlenebilir ama o kadar zayıftır ki ağrı iletiminde neredeyse hiç değişiklik olmaz. Ancak çıplak kör farede mutasyona uğramış olan bu kanal, sinyal iletimini engelleyecek güçtedir, bu nedenle çıplak kör fare asit varlığında ağrı hissetmez. İyon kanalındaki mutasyonun sebebi, çıplak kör farelerin evrim sürecinde, yaşadıkları ortamdaki yüksek CO2 düzeylerine adapte olarak asitle tetiklenen ağrılara duyarsız hale gelmiş olmalarıdır.  


   Mağarada yaşayan küçük kahverengi yarasalar ve ağaçta yaşayan tilki yarasalar


   Bazı hayvanlarda NaV1.7 iyon kanalından sorumlu genin yapısı çözüldü. Bu hayvanlar arasında, mağarada yaşayan küçük kahverengi yarasa (Myotis lucifugus) ile ağaçta yaşayan tilki yarasa (Pteropus vampyrus) da bulunuyor. Küçük kahverengi yarasa, çıplak kör fareyle benzer bir ortamda yaşar ve benzer bir gen varyantına sahiptir. Diğer taraftan tilki yarasa, çıplak kör fare ve küçük kahverengi yarasa gibi kalabalık koloniler halinde yaşar ama yüksek düzeyde CO2’e maruz kalmaz. Araştırmacılara göre gen incelemerinden çıkan sonuç, benzer çevre şartlarında yaşayan birbirinden farklı canlı türlerinin evrim sürecinde benzer özellikler geliştirdiğini gösteriyor. Yani yüksek oranda CO2’e maruz kalınması, çıplak kör farede ve belki de küçük kahverengi yarasada, asit ve CO2'in ağrı oluşturmasını engellemiştir.

 

Fotoğraf:  Afrika çıplak kör faresi  (Credit: Photo: Petra Dahl/ Copyright: MDC)


 

   MDC araştırmacılarının elde ettiği bu sonuçların inflamatuar hastalığı olan hastalar için önemi nedir?


   Prof. Lewin’e göre, inflamatuar hastalıkları nedeniyle iyon kanalları sürekli aktif olan kişilerin iyon kanallarını kapatacak ufak moleküllerin geliştirilmesi için ilaç şirketleri zaten çalışıyor. Lewin ve ekibinin yaptığı bu çalışmanın sonuçları, -yani değişmiş olan 3 amino asidin Nav1.7  kanalındaki sinyal iletimini engellediğine dair elde ettikleri bulgular- mutasyona uğramış olan bu kanalların tıkanmasını sağlayacak yepyeni moleküllerin geliştirilmesini sağlayabilir.

 

  •    Faydalı mutasyonlar ile ilgili ilginizi çekebilecek başka bir yazıyı okumak için tıklayın

 

 

 

Çeviri ve derleme:  felis agnosticus


Makale Kaynağı

  1. E. S. J. Smith, D. Omerbasic, S. G. Lechner, G. Anirudhan, L. Lapatsina, G. R. Lewin. The Molecular Basis of Acid Insensitivity in the African Naked Mole-RatScience, 2011; 334 (6062): 1557 DOI: 10.1126/science.1213760 Yayın tarihi 16 Aralık 2011

 

   Bu yazı Helmholtz Association of German Research Centres’dan sağlanan bilgilerin ışığında yazılmış ve 20 Aralık 2011’de online olarak yayınlanmıştır.

 

 

 

 



Add comment




  Country flag
biuquote
  • Comment
  • Preview
Loading