Etiket: genetik

Yayım tarihi

2022 Nobel Fizyoloji ve Tıp Ödülü “Soyu Tükenmiş Homininlerin Genomları ve İnsan Evrimi ile İlgili” çalışmaları nedeniyle Svante Pääbo’ya verildi.

paleogenomics

İnsanlığın kökeni araştırmak bilim insanlarının öncelikle çalışma alanlarından biridir. Bu alanda çalışmaları ile çığır açan Svante Pääbo görünüşte imkânsız olarak düşünülen birçok başarıya imza attı ve 2022 Nobel Fizyoloji ve Tıp ödülüne layık görüldü.

Pääbo günümüz insanlarının soyu tükenmiş bir akrabası olan Neandertal’in (Homo neanderthalensis) genomunu tamamen ortaya çıkardı ve ayrıca daha önce bilinmeyen bir hominin olan Denisova’nın (Denisova hominins) sansasyonel keşfini yaptı. Bunların yanında, Pääbo, yaklaşık 70.000 yıl önce Afrika’dan göçün ardından bu nesli tükenmiş homininlerden modern insana (Homo sapiens) gen transferinin gerçekleştiğini de ortaya çıkardı. İşte bu çalışmalar Pääbo’ya Nobel ödülünü getirdi.

Svante Pääbo, nobel
Prof. Dr. Svante Pääbo

Pääbo’nun keşifleri, evrimsel tarihimize dair yeni bir anlayış yarattı. Homo sapiens’in Afrika’dan göç ettiği sırada, en az iki soyu tükenmiş hominin popülasyonu Avrasya’da yaşıyordu. Neandertaller batı Avrasya’da yaşarken, Denisovalılar kıtanın doğu kısımlarındaydı. Homo sapiens’in Afrika dışına yayılması ve doğuya göçü sırasında, sadece Neandertallerle değil, aynı zamanda Denisovalılarla da karşılaşıp iç içe geçtiler ortaya çıkarıldı. Pääbo’nun keşifleri sayesinde artık soyu tükenmiş akrabalarımızdan gelen arkaik gen dizilerinin günümüz insanının fizyolojisini etkilediğini biliyoruz. Örneğin yüksek irtifada hayatta kalma avantajı sağlayan ve günümüz Tibetliler arasında yaygın olan EPAS1 geninin Denisovalıların mirası olduğu bilinmektedir. Bir başka örnek ise farklı enfeksiyon türlerine karşı modern insanın bağışıklık yanıtını etkileyen Neandertallerden miras kalan genler olduğu gösterilmiştir.

Bilgi Notu

Pääbo’nun araştırmaları yeni bir bilimsel disiplinin doğmasını sağladı ve bu yeni disipline paleogenomik adı verildi. Paleogenomik soyu tükenmiş türlerdeki genomik bilgilerin yeniden yapılandırılması ve analizine dayanan bir bilim alanıdır. Bu disiplin temelde yaşayan tüm insanları soyu tükenmiş homininlerden ayıran genetik farklılıkların ve modern insanı benzersiz yapan özelliklerin neler olduğu sorularına yanıt aramaktadır.

Homo sapiens, karmaşık kültürler, gelişmiş yenilikler ve yaratıcılık konusundaki benzersiz kapasitesinin yanı sıra açık suları geçme ve gezegenimizin her yerine yayılma yeteneği ile karakterize edilir. Neandertaller de gruplar halinde yaşadılar ve büyük beyinleri vardı. Alette kullanmalarına rağmen yüz binlerce yıl boyunca çok az geliştiler. Homo sapiens ile soyu tükenmiş en yakın akrabalarımız arasındaki genetik farklılıklar, Pääbo’ nun çalışmaları ile ortaya çıkarıldı. Bu alandaki araştırmalar yoğun şekilde devam etmekte ve modern insanı benzersiz kılan şeyin ne olduğunu açıklamaya yönelik boşluklar doldurulmaya devam edilmektedir.

Svante Pääbo’nün başlıca çalışmaları

  • Green RE, Krause J, Briggs AW, Maricic T, Stenzel U, Kircher M, Patterson N, Li H, Zhai W, Fritz MH, Hansen NF, Durand EY, Malaspinas AS, Jensen JD, Marques-Bonet T, Alkan C, Prüfer K, Meyer M, Burbano HA, Good JM, Schultz R, Aximu-Petri A, Butthof A, Höber B, Höffner B, Siegemund M, Weihmann A, Nusbaum C, Lander ES, Russ C, Novod N, Affourtit J, Egholm M, Verna C, Rudan P, Brajkovic D, Kucan Ž, Gušic I, Doronichev VB, Golovanova LV, Lalueza-Fox C, de la Rasilla M, Fortea J, Rosas A, Schmitz RW, Johnson PLF, Eichler EE, Falush D, Birney E, Mullikin JC, Slatkin M, Nielsen R, Kelso J, Lachmann M, Reich D, Pääbo S. A draft sequence of the Neandertal genome. Science. 2010 May 7;328(5979):710-722. doi: 10.1126/science.1188021.
  • Krause J, Fu Q, Good JM, Viola B, Shunkov MV, Derevianko AP, Pääbo S. The complete mitochondrial DNA genome of an unknown hominin from southern Siberia. Nature. 2010 Apr 8;464(7290):894-7. doi: 10.1038/nature08976.
  • Pääbo S. Molecular cloning of Ancient Egyptian mummy DNA. Nature. 1985 Apr 18-24;314(6012):644-5. doi: 10.1038/314644a0.
  • Krings M, Stone A, Schmitz RW, Krainitzki H, Stoneking M, Pääbo S. Neandertal DNA sequences and the origin of modern humans. Cell. 1997 Jul 11;90(1):19-30. doi: 10.1016/s0092-8674(00)80310-4.
  • Reich D, Green RE, Kircher M, Krause J, Patterson N, Durand EY, Viola B, Briggs AW, Stenzel U, Johnson PL, Maricic T, Good JM, Marques-Bonet T, Alkan C, Fu Q, Mallick S, Li H, Meyer M, Eichler EE, Stoneking M, Richards M, Talamo S, Shunkov MV, Derevianko AP, Hublin JJ, Kelso J, Slatkin M, Pääbo S. Genetic history of an archaic hominin group from Denisova Cave in Siberia. Nature. 2010 Dec 23;468(7327):1053-60. doi: 10.1038/nature09710.
  • Slon V, Mafessoni F, Vernot B, de Filippo C, Grote S, Viola B, Hajdinjak M, Peyrégne S, Nagel S, Brown S, Douka K, Higham T, Kozlikin MB, Shunkov MV, Derevianko AP, Kelso J, Meyer M, Prüfer K, Pääbo S. The genome of the offspring of a Neanderthal mother and a Denisovan father. Nature. 2018 Sep;561(7721):113-116. doi: 10.1038/s41586-018-0455-x.
  • Pinson A, Xing L, Namba T, Kalebic N, Peters J, Oegema CE, Traikov S, Reppe K, Riesenberg S, Maricic T, Derihaci R, Wimberger P, Pääbo S, Huttner WB. Human TKTL1 implies greater neurogenesis in frontal neocortex of modern humans than Neanderthals. Science. 2022 Sep 9;377(6611):eabl6422. doi: 10.1126/science.abl6422.

Haber Kaynağı: The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2022. NobelPrize.org. Nobel Prize Outreach AB 2022. Wed. 12 Oct 2022. https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2022/press-release/

Yayım tarihi

Köpeklerde Genetik Çeşitliliğin Önemi

dog breeds

Araştırmalar, soy içi çiftleşmenin hastalık ve sağlık bakım maliyetlerinin artmasına katkıda bulunduğunu göstermektedir.

Köpek ırkları genellikle ayırt edici özellikleri ile tanınır. Dachshund’un kısa bacakları, Pug’ın buruşuk yüzü, Dalmaçyalı’nın benekli tüyleri örnek olarak verilebilir ve bilinmektedir ki bu türlere özgü özelliklerin ortaya çıkmasını sağlayan genetik bilgi, aynı soy içi çiftleşmenin bir sonucudur. Bir başka deyişle yüksek akrabalık derecesinin bir sonucudur.

California Üniversitesi-Davis tarafından yönetilen uluslararası bir araştırma ekibinin baş yazarı veteriner genetikçi Danika Bannasch, Canine Medicine and Genetics’te yayınlanan yakın tarihli bir çalışmada, çoğu köpek ırkının yüksek oranda iç içe geçtiğini ve yaşamları boyunca hastalık ve sağlık maliyetlerinin artmasına katkıda bulunduğunu işaret etmiştir.

Bannasch, aynı soydan -akrabalı- çiftleşmenin sağlık için oldukça önemli olduğunu ve önceki çalışmaların küçük köpeklerin büyük köpeklerden daha uzun yaşadığını gösterse de daha önce hiç kimse hastalık oranı veya hastalığın varlığı hakkında herhangi bir veri sunmadığını belirtti. Bu araştırma ile küçük köpek ırklarının aynı soydan çiftleşmedikleri takdirde yüksek akrabalığa sahip daha büyük köpeklerden çok daha sağlıklı olabileceği belirtilmektedir.

Aynı soy ile çiftleşme sağlığı etkiler.

227 ırka genetik analize dayanan ortalama akrabalık oranı% 25’e yakındı ki bu aynı genetik materyali tam bir kardeşle paylaşmaya eşdeğer olarak tespit edildi. Bu, insanlar ve vahşi yaşam popülasyonları için güvenli kabul edilenin çok üzerinde bir orandır. İnsanlarda yüksek akrabalar arası üreme oranları (%3-6) karmaşık hastalıkların ve benzeri diğer durumların artan prevalansı ile ilişkilendirilmektedir.

Aynı zamanda Bannasch, güçlü ırkların kanser ve otoimmün hastalıklar gibi karmaşık hastalıklara duyarlılığı ile birleştiğinde, diğer ırklardan elde edilen veriler, aynı soylar arası çiftleşmenin köpeklerin sağlığıyla ilişkisini gösterdiğini de belirtmiştir.

Araştırmacılar, analiz için mümkün olan en büyük çeşitliliği elde etmek amacıyla evcil hayvan genetiğinde dünya lideri olan Wisdom Health Genetics ile ortaklık kurdu. Wisdom Health’in veri tabanı, dünyadaki en büyük köpek DNA veri tabanıdır ve araştırmacıların başta Avrupa kaynaklarından olmak üzere 49.378 köpek ve 227 ırktan veri toplamasına yardımcı oldu.

Çalışma ayrıca brakisefali (kısa kafatası ve burun) ve brakisefali olmayan ırklar arasında hastalık oranlarında önemli bir fark olduğunu ortaya koydu. Bu bulgu beklenmedik olmasa da, araştırmacılar brakisefali ırkları birbiri arasında çiftleştirmenin sağlığa etkilerine ilişkin en son analizlerinden hariç tuttular.

Genetik çeşitliliğin korunması.

Sonuç olarak, Bannasch, soy içi çiftleşmeyi sona erdirmenin bir yolu olduğundan emin olmadığını belirtti. Araştırmacılar bir ırkın genetik çeşitliliğini ve sağlığını korumak için alınabilecek başka önlemler olduğunu belirtti. Bunlar arasında, damızlık eğitimi ve doğrudan genotipleme teknolojilerinin sağladığı akrabalık düzeylerinin izlenmesi yoluyla, mevcut genetik çeşitliliğin ek kaybını önlemek için üreme popülasyonlarının dikkatli bir şekilde yönetilmesi yer almaktadır. Bunun yanında, genetik olarak birbirine yakın olmayan diğer ırklarla çaprazlama, genetik çeşitliliği artırmak için bir önlem olarak önerilmektedir. Ancak bunun ne kadar etkili olup olmayacağı dikkate alınmalı ve takip edilmelidir.  Özellikle düşük akrabalık düzeyine sahip birkaç ırkta, mevcut genetik çeşitliliği korumak için her türlü çaba gösterilmelidir.

İleri Okuma: Danika Bannasch, Thomas Famula, Jonas Donner, Heidi Anderson, Leena Honkanen, Kevin Batcher, Noa Safra, Sara Thomasy, Robert Rebhun. The effect of inbreeding, body size and morphology on health in dog breeds. Canine Medicine and Genetics, 2021; 8 (1) DOI: 10.1186/s40575-021-00111-4