birgün

18° PARÇALI BULUTLU

author

Kısır hayvanlarda sperm üretimi

Melezlenme araştırmalarının biyolojinin ve evrimin sınırlarını test edebilmek adına önemi büyük.

BİLİM 07.08.2022 09:25
Kısır hayvanlarda sperm üretimi
Abone Ol google-news

Farklı türleri birbiriyle melezleyerek yeni türler elde etme merakı asırlardır süregelen bir ilgi. Bugüne kadar gerek aynı yaşam alanlarında yaşamaya zorlandıkları için (örneğin hayvanat bahçelerinde), gerekse de bilimsel deney amacıyla birçok yapay melez üretildi: Zebra + eşek (zeşek?), kaplan + aslan (kaslan?), jaguar + aslan (jaslan?), kanarya + saka (kansaka?) gibi sayısız örnek bulmak mümkün.

Ayrıca doğada da bu tür melezlenmeleri görebiliyoruz: Özellikle de birbirine çok yakın akraba olan, örneğin görece yakın geçmişte türleşmiş canlılar, hele ki henüz coğrafi izolasyon sebebiyle birbirinden yeterince uzaklaşmadılarsa, karışım bölgelerinde çiftleşip “verimli döller” (“yavru verebilen yavrular”) vermeye devam edebiliyorlar. Örneğin Avustralya’nın doğu yakasında yaşayan Avustralyalı Siyahuçlu Köpekbalığı ile yaygın siyahuçlular karışarak, melez bir tür ortaya çıkarıyorlar; bu, köpekbalıklarında bilinen tek melezlenme. Gerçi fazla uzağa gitmeye gerek yok: Neandertallerle biz insanlar da melezlendik. Öyle ki Neandertaller’in yok olmasının ana nedenlerinden biri, bizim genetik havuzumuza karışarak asimile olmaları. Günümüzde insan genomlarında bu melezlenmenin izlerini halen görebiliyoruz: Avrupalıların genomlarının %2-9 kadarı Neandertallere ait genlerden oluşuyor.

BİYOLOJİ VE EVRİMİN SINIRLARI

Melezlenme araştırmalarının biyolojinin ve evrimin sınırlarını test edebilmek adına önemi büyük. Ama tek faydası bu değil: Aynı zamanda farklı türlerin birbiriyle karıştırılması sırasında yaşanan spesifik fizyolojik tepkilere bakarak, daha önce fark etmediğimiz teknolojileri ve yöntemleri geliştirmemiz mümkün olabilir.

Bu alanda yapılan en yeni keşiflerden biri, Stem Cell Reports dergisinde 1-2 gün önce yayınlandı: ETH Zürih’ten araştırmacılar, “blastosist tamamlama” adı verilen bir teknik kullanarak, kısır farelerin içinde sıçanlara ait sperm hücreleri ürettiler!

Her ne kadar sıçanlar ve fareler bize çok benzer gelse de bunları temsil eden ana cinslerin (sırasıyla Rattus ve Mus cinslerinin) ortak atası günümüzde 15,9 milyon yıl önce yaşadı. Kıyas olması bakımından, bizlerle şempanzelerin ortak atası 6,4 milyon yıl kadar önce yaşadı. Yani evrimsel biyoloji açısından insan ve şempanze, fare ile sıçandan daha yakın akraba. Buna rağmen farelerin içinde sıçan spermleri üretilebilmesi, müthiş bir başarı! Çünkü bugüne kadar sperm üretiminin kolay bir yolu bulunamadı.

İşte bu yeni araştırmayı heyecan verici kılan da bu: Araştırmacıların kullandığı yöntem, şaşırtıcı derece basit. Normalde bir organ veya dokuya ait hücreleri üretmek için pluripotent kök hücrelerden faydalanmak mümkündür. Bu hücreler, bölünme yoluyla kendi kendilerini yenileyebilen ve bir canlının vücudundaki birçok organ ve dokuyu oluşturan hücrelere dönüşebilen, çok temel hücrelerdir. Bu hücreleri kullanarak birçok hücreyi üretmek ve bu sayede de çok çeşitli biyomedikal araştırmaları yürütmek mümkündür. Fakat bu hücrelerden yumurta veya sperm hücrelerini üretmek (yani “gamet üretimi”) oldukça zordur.
Bu sorunun üstesinden gelmek için, daha önceden (az önce de sözünü ettiğim) “blastosist tamamlama” diye bir yöntem geliştirildi: Blastosist, bir canlının embriyolojik gelişimindeki en erken evrelerden biridir. Bu evrede döllenmiş yumurta bölünmeye başlayarak bir hücre öbeğine dönüşür. Blastosist tamamlama yönteminde araştırmacılar, genetik eksikliklerinden dolayı istenen doku ve organları oluşturamayan hücrelerden oluşan blastosiste kök hücreler enjekte ederek bu eksiği giderebilmektedirler.

ETH Zürih ekibi de kısır olmalarına sebep olan genetik bir mutasyon taşıyan farelere, sağlıklı sıçan kök hücreleri enjekte ederek, sıçan spermi üretmenin mümkün olup olmayacağını merak ettiler. Deneyleri, oldukça başarılıydı: Enjekte edilen sıçan kök hücreleri, fare hücreleriyle bir arada gelişti ve böylece iki türün genotipine (genetik yapısına) bir arada sahip olan, “kimerik” bir hayvan üretildi. Genetik kısırlığa neden olan mutasyonun bir sonucu olarak, farelerin testislerinin içinde boş bir niş (“yaşam alanı”) vardı. Şaşırtıcı bir şekilde sıçan hücreleri, bu nişi hızla kolonize ettiler ve fare-sıçan kimeralarında yalnızca sıçan spermi oluştu. Bu kimerik hayvanlar hem fare hem de sıçan hücrelerini taşımalarına rağmen, genel olarak sağlıklılardı ve normal olarak geliştiler.

Bu, sperm üretiminin öyle basit ve hızlı bir yolu ki araştırmacılar bile sonuca şaşırdılar. Ayrıca kimeraların sadece sıçan spermi üretiyor olması da (bu örnekte) fareleri, çok etki bir “sıçan spermi üretim fabrikası” haline getiriyordu.

YÖNTEM KUSURLU

Tabii ki yöntem şu anda kusursuz değil: Örneğin fare vücudunda üretilen bu sıçan hücreleri, diğer sıçan yumurtalarını dölleyebiliyor; fakat bu döllenme başarısı oranları normalde olması gerekenden çok daha düşük, çünkü spermler oldukça hareketsizler. Ayrıca kimeralarda üretilen spermlerden üretilen embriyolar ne yazık ki normal şekilde gelişmedi ve bir kısmı daha doğamadan öldü. Son bir sorunsa, bu yöntemle sadece sperm üretilebilmiş olması: Kısır dişilerde yumurta üretimi henüz başarılamadı.

Ancak bunlar büyük kayıplar değiller: Bu çalışmanın, kimera adı verilen yapay türlerde bir diğer hayvan türünün sperm hücrelerinin üretilebileceğini ispatlıyor olması bile müthiş bir atılım. Bu bulgular üzerine inşa edilecek yeni çalışmalar, biyomedikal araştırmalarda insan hastalıklarını modellemek için gereken transgenik sıçanların üretimini hızlandırabilir. Ayrıca tabii ki uzmanlar, tamamen sağlıklı spermler üretebilecekleri yöntemler de aramaya başladılar bile!

Bu engeller de aşılabilirse, soyu tükenmekte olan hayvan türlerinin korunmasına yönelik çalışmalar da bu bulgulardan faydalanabilir. Örneğin nesli tükenmekte olan bir kemirgenden kök hücreler elde edebilirsek, bunları bir diğer türde/kimerada sperme dönüştürerek, türün soyunun tükenmesini engelleyebiliriz. Tüm bunları başarabilmek için daha fazla araştırma gerekiyor. Bilim insanları şimdiden kolları sıvadılar.

Neden BirGün?

Bağımsız bir gazete olarak amacımız, insanlara hakikati ulaştırarak ülkede gerçek bir demokrasi ve özgürlük ortamının yeşermesine katkı sunmak. Bu nedenle abonelikten elde ettiğimiz geliri, daha iyi bir gazeteciliği hayata geçirmek, okurlarımızın daha nitelikli ve güvenilir bir zemin üzerinden bilgiyle buluşmasını sağlamak için kullanıyoruz. Çünkü banka hesabını şişirmek zorunda olduğumuz bir patronumuz yok; iyi ki de yok.

Bundan sonra da yolumuza aynı sorumluluk bilinciyle devam edeceğiz.

Bu yolculukta bize katılmak ve bir gün habersiz kalmamak için
Bugün BirGün’e Abone Ol.

BirGün; seninle güçlü, seninle özgür!

BirGün’e Destek Ol

Video haberler için YouTube kanalımıza abone olun