Okuma süresi: 4 dk

Yaşlanma, yani canlıların yaşı ilerledikçe hastalık ve ölüm riskinin artışı… Bu durum, hepimizin aşina olduğu, belki doğal ve kaçınılmaz saydığı bir olgu. Ancak yaşlanma süreci yine de şaşırtıcı derecede bilinmeyenlerle dolu! Örneğin, yaşlanmayan bazı bitki ve hayvan türleri var. Yaşlanan türlerinse evrimsel olarak neden yaşlandıklarını ve yaşlanmanın moleküler mekanizmalarını açıklamaya çalışan, günümüze dek ortaya atılmış 300’den fazla teori var ve hâlen yaşlanmanın sebepleri ve moleküler arka planı çok sayıda bilim insanı tarafından aktif olarak araştırılıyor [1]. Bu araştırmalardan birinin sorusu da yaşlanmanın ne kadar programlı veya rastgele olduğu. Yaşlanan türlerde, enerji üretiminin azalması gibi yaşlanma sırasında görülen ortak kimi örüntüler var,. Ama bu değişimlerin arka planında ne yatıyor? Bunlar, gelişim gibi evrimsel adaptif programların ürünü mü, yoksa rastgele hataların birikmesiyle mi ortaya çıkıyorlar? Yaşlanmanın rastgele süreçlerin sonucu olduğu fikrini destekleyen gözlemlerin başında şu geliyor: Yaşlı bireyler zamanla birbirine benzemekten ziyade, aralarındaki moleküler farklılıklar yaşla artıyor [2-4]. Solucandan insana birçok türde, canlılar yaşlandıkça, yaşlı türdeşler arasındaki farklar artmakta. Ancak bireyler arası farklılıktaki bu artış doğumdan itibaren mi başlıyor, yoksa sadece yaşlanma süreci dediğimiz, ergenlik sonrası süreçte mi görülüyor? Ayrıca bu farklılaşma hangi biyolojik işlevleri etkiliyor? 2020 yılı içerisinde Scientific Reports dergisinde yayınlanan çalışmamızda [5], işte bu sorulara cevap aradık. Çalışmada kullanılan veriler, ölü insan beyinlerinden alınmış doku örneklerinde ölçülmüş RNA miktarları, yani bir genin aktivitesini gösteren gen ifade değerleriydi (detay için DNA’da kodlanmış kalıtım bilgisi protein sentezi için nasıl kullanılır?). Çalışmada yalnızca daha önce yayımlanmış veriler kullanıldı ve tamamen bilgisayar üzerinden istatistiksel veri analizine dayalı bir yöntem izledik. Analizler, o sırada ODTÜ Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü lisans öğrencisi olan Ulaş Işıldak tarafından yürütüldü. Çalışmada öncelikle, farklı laboratuvarlarda toplanmış ve farklı beyin bölgelerini kapsayan örneklerde, yaşlanma sırasında, yani 20-100 yaş aralığında, bireyler arası gen ifadesi farklılığının arttığını gösterdik. Bireylerin farklılaşması, yaşlanmada rastgelelik fikrini destekliyordu. Ancak 0-20 yaş aralığındaki bebek, çocuk ve genç bireyler için bu analizi tekrarladığımızda tutarlı bir değişim olmadığını gözlemledik. Yani bireylerin birbirinden farklılaşması büyük bir ihtimalle sadece geçen zamanın etkisi değil, yaşlanma sürecinin kendisiyle ilişkili. Üstelik, yaşlanma sırasında yaşlılar arasında farklılaşmanın tutarlı bir şekilde (tüm veriseti ve beyin bölgelerinde) arttığını gözlemlediğimiz 147 genin yaşlanma hızıyla ilgili biyolojik işlevlerle ve evrimsel olarak korunmuş biyolojik süreçlerle ilişkili olduğunu bulduk. Dolayısıyla bu çalışma, rastgelelikte artış olarak yorumladığımız bu sürecin yaşlanmayla ilgili özelliklerle, örneğin beyin işlevlerinin zayıflamasıyla ilişkili olabileceğini öneriyor. Bunlara ek olarak, sonuçlarımız bu genlerin ifadesini kontrol eden faktörlerde meydana gelen değişimlerin rastgelelik artışına sebep olabileceğini de gösterdi. Bu çalışmayla yaşlanmada artan rastgeleliği anlamaya dair önemli bir adım atmış olduk. Öte yandan yaşlılar arasında farklılaşmaya dair cevaplanmayı bekleyen halen çok sayıda soru var. Örneğin, farklılaşmanın yaşlanmada gördüğümüz fizyolojik zayıflama ve hastalıklardan hangilerine doğrudan kaynaklık edebileceği ve eğer böyle bir nedensellik varsa klinik müdahalelerle yaşlanma sürecinin yavaşlatılmasının mümkünatı daha sonraki deneysel ve klinik çalışmalarla aydınlatılabilir.

*Orjinal makale yazarlarından Ulaş Işıldak ve Mehmet Somel’e bu yazının hazırlanmasındaki katkılarından dolayı teşekkürler.

 

Yazarlar: Melike Dönertaş

Editörler: Fatih Güleç, Güney Akbalık

 

Referanslar:

[1] Z. A. Medvedev, “An attempt at a rational classification of theories of ageing”, Biol. Rev. Camb. Philos. Soc., c. 65, sy 3, ss. 375-398, Ağu. 1990, [Çevrimiçi]. Available: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2205304.

[2] M. Somel, P. Khaitovich, S. Bahn, S. Pääbo, ve M. Lachmann, “Gene expression becomes heterogeneous with age”, Curr. Biol., c. 16, sy 10, ss. R359-60, May. 2006, doi: 10.1016/j.cub.2006.04.024.

[3] R. Bahar vd., “Increased cell-to-cell variation in gene expression in ageing mouse heart”, Nature, c. 441, sy 7096, ss. 1011-1014, Haz. 2006, doi: 10.1038/nature04844.

[4] C. L. Brinkmeyer-Langford, J. Guan, G. Ji, ve J. J. Cai, “Aging Shapes the Population-Mean and -Dispersion of Gene Expression in Human Brains”, Front. Aging Neurosci., c. 8, s. 183, Ağu. 2016, doi: 10.3389/fnagi.2016.00183.

[5] U. Işıldak, M. Somel, J. M. Thornton, ve H. M. Dönertaş, “Temporal changes in the gene expression heterogeneity during brain development and aging”, Sci. Rep., c. 10, sy 1, s. 4080, Mar. 2020, doi: 10.1038/s41598-020-60998-0.