Sinirbilimi: Bilginin Kalıtımla Aktarılması Mümkün Mü?

Nisan 6, 2020
Bilginin kalıtımla aktarılmasıyla ilgili yeni bir çalışma yayınlandı. Bu çalışmanın sonuçları Weismann bariyerinin doğruluğunu sorgulatıyor. Okumaya devam edin!

Son dönemde Tel Aviv Üniversitesinde gerçekleştirilen bir araştırma ile biyolojideki temel prensiplerden biri olan Weismann bariyerinin doğruluğu sorgulanmaya başlandı. Bu araştırmayla, bilginin kalıtımla aktarılıp aktarılamayacağına dair diğer çalışmalar adına ilk adım atılmış oldu.

George S. Wise Canlı Bilimi Fakültesinden Oded Rechavi’nin önderliğinde çalışmalarını yürüten ekip ile Sagol Sinirbilimi Akademisinin ortak çalışmasında, RNA’mızda kalıtım adına çevreye sinirsel tepkiler verilmesini sağlayan bir mekanizma olduğu keşfedildi. Bununla birlikte, bu öğrenilen tepkinin çocuklarınızın davranışlarını etkilediği de ortaya çıktı.

Deneyin sonuçları 6 Haziran 2019’da yayımlandı. Araştırmada Caenorhabditis elegans yani iplik kurtları kullanıldı. Araştırmacılar bu yuvarlak solucanların sinir sistemindeki hücrelerin gelecek nesillere bilgi aktarabildiğini keşfetti.

Bilginin kalıtımsal aktarımı için sinir hücreleri

Germ Hattı ve Bilginin Kalıtımla Aktarımı

Bu RNA düzenleyici mekanizmanın, canlının sinir sisteminin germ hattı ile iletişim kurabilmesini sağladığı anlaşılmaktadır. Bu hat, canlının gelecekteki nesillerinin davranışlarını etkilemektedir. Bunun büyüleyici bir keşif olduğunu söyleyebiliriz.

Eğer bu araştırmanın sonuçları doğruysa, gelecek nesillerin sahip olacağı bilgilerde sinir sistemimizin bir rolü olduğunu söyleyebiliriz. Bu durum Weismann bariyerinin geçerliliğini yitirmesine neden oluyor. Bu teori biyolojide geniş kitlelerce kabul gören bir prensip olsa da, pek çok uzmanın da bununla ilgili şüpheleri yok değil.

Weismann Bariyeri

Son dönemde yayınlanan bir araştırma Weismann bariyerine kafa tutuyor. Araştırmacılar son derece gelişmiş sistemler kullanıyorlar. Genlerde ya da mutant gen çiftlerinde çeşitlilik yaratmak adına, CRISPR-Cas9 adı verilen bir gen düzenleme aracı kullanılıyor. Bunun yanı sıra kalsiyum görüntüleme tekniği (GECI) ile kodlanmış kalsiyum göstergesi GCaMP2 kullanılmakta.

Bu süreçte, sadece nöronlarında RDE-4’e bağlı  endo-siRNA oluşturan soluncaların üremesini gerçekleştirdiler. Burada amaç, sinirsel snRNA’nın (küçük nükleer RNA) kalıtımsal etkilerini anlayabilmekti. Kalsiyum görüntüleme tekniği optogenetik sistemlerle sinirsel aktivitenin gözlemlenebilmesini sağladı.

Mavi zemin üstünde turuncu renkte en çizimi

Bilginin Kalıtımla Aktarımı: Nasıl Gerçekleşir?

Çalışmada nöronlarımızdaki snRNA’nın germ hattındaki genleri düzenlediği ve gelecek nesillerin davranışlarını etkilediği ortaya çıktı. Bahsi geçen mekanizma germ hattındaki genin gelecek birkaç nesildeki yansımasını etkilemektedir.

Daha detaylı açıklayacak olursak, sinirsel RDE-4 kimyasal yönelmeyi en az üç nesil boyunca kontrol edebilir. Bu da yalnızca germ hattında bulunan Argonaute HRDE-1 adlı madde sayesinde gerçekleşir.

Gelecek Çalışmalar İçin Açılan Yol

Bu keşif sinir sistemindeki ve germ hattındaki hücrelerin iletişim kurmasının mümkün olduğunun ortaya çıkmasını sağladı. Bu da edindiğimiz bilgilerin kalıtımla gelecek nesillere aktarılabileceğinin anlaşılmasına olanak tanıdı.

Bu araştırma sayesinde, sürece dair bakış açısında çok büyük bir değişiklik gerçekleşti. Ayrıca, genetik, evrim, epigenetik ve zekanın aktarımı ile ilgili bildiklerimize de inanılmaz derecede bir yön verdi.

Lev, I., Gingold, H., & Rechavi, O. (2019). H3K9me3 is required for inheritance of small RNAs that target a unique subset of newly evolved genes. eLife, 8, e40448. doi:10.7554/eLife.40448

Rosso, Cami (2019) New Neuroscience Discovery May Disrupt Biology. Study shows that nervous system cells can transmit information to progeny. Psychology Today

Easley, C. A., Simerly, C. R., & Schatten, G. (2014). Gamete derivation from embryonic stem cells, induced pluripotent stem cells or somatic cell nuclear transfer-derived embryonic stem cells: state of the art. Reproduction, fertility, and development, 27(1), 89–92. doi:10.1071/RD14317