Yaşlanma, zamanın ilerlemesi sonucunda, organizmanın moleküler yapı bozulmasındaki artış ile birlikte sürer. Yaşlanma sürecinin nedenini anlamak için, C. elegans adı verilen bir iplik kurdu ile çalışılarak, olaya yol açan özel genlerin belirlenmesine dair araştırmalar sürmektedir. Genom dizisi saptanabilen ilk hayvan olan C. Elegans’da, yaşlanmayı teşvik eden 30 gen bulunmuştu. Ardından, insanlarda yaşlanma sürecini hızlandıran sistemi düzenleyen bir dizi gen daha tespit edildi. Araştırmacılar, yaşlı solucanlardaki otofajiye dair genler kapatıldığında, ömürlerinin arttığını, nöronal sağlıklarının geliştiğini saptadılar.
C Elegans:
Nematod türü bir çeşit parazit, iplikkurdu olan; C elegans, (Caenorhabditis Elegans) ile 40 yılı aşkın zamandan beri yapılan çalışmalarla, hücrelerin programlı ölümünü yöneten kilit genlere odaklanıldı. Benzer genler insanda da bulunuyor, ayrıca kanser, parkinson, alzheimer gibi hastalıkların oluşma sürecini açıklamakta etkinler.
1 milimetre uzunluğunda, hızlı gelişen, şeffaf olduğu için organ gelişimi mikroskopta izlenebilen (C. elegans), gen mutasyonunun, programlı hücre ölümüne neden olan genlerin ve bunu önleyen ayrı bir genin daha tanımlanmasında son derece önemli bir görev aldı.
C. elegans hermafrodit biçimde çoğalarak yaşlanma belirtileri gösteren bir tür. Gelişimsel biyolojide ve hücre metamorfozunda önemi tartışılamayan bu hayvanın gen analizi tamamlanmış. 000 gen içeren ve materyal bakımından insanlarla birçok ortak özellik taşıyan solucan, uzayda hayatta kalabilmeyi, üremeyi başarmıştır. Discovery, 4 bin kurtçuğu uzaya götürmüş, düşük yörünge etkisine rağmen, 6 ayda 12 nesli türemiştir. Mikrop yiyerek, bakteriyle beslenen, kolayca üretilip dondurularak yıllarca saklanabilen C. elegans, 3 günde 300 yavru yapar. Besini yeterli ise, 15 gün yaşar, besin yoksa, beslenmeyi durdurur ve ömrünü bir kaç ay uzatır. Şeffaf olduğu için, 959 hücresi mikroskopla kolayca gözlenir. C. elegans üzerine binlerce inceleme makalesi yayımlanmıştır, bilgiler Wormbase veri tabanındadır. Genom dizisi saptanabilen ilk hayvandır, genlerinin büyük kısmı insanınkilerle benzeşir.
Programlı Hücre Ölümü- Ölüm Geni:
Hücrelerin programlı ölümünü yöneten anahtar genlerimiz bulunur. Bu iplikkurdunda ilk defa, hücre ölümüne yol açan gen mutasyonu tanımlanmakla birlikte, hücre ölümünü önleyen başka bir gen de belirlenmiştir.
Nekroz hücre harabiyeti ile başlar, hasar gören hücre şişer, ardından parçalanır böylece otoimmun hastalıklar oluşur. Ancak, diğer hücre ölümünde sessiz sedasız ölüm başlar, immun sistem uyarılmaz. Apoptoz; yani ayrılarak düşmek, nekrozun tersine, önceden planlanmış bir programlı hücre ölümüdür.
Eğer hücrenin ortamı soğursa veya protein sentezi inhibe edilirse ölümü de durur. Apoptozu kontrol eden genlerin ilk verilerini bize C.elegans sunuyor. Apoptozu düzenlediği düşünülen gen ürünlerinden, bazıları hücreye ölüm kararı aldırtır, ancak, Egl-1 bu kararı engelleyebilir. Hücre ölüm kararı almış olsa da, bunu infaz edecek Ced-3 ve Ced-4 genlerini aktive etmesi gerekmektedir. İnfaz kararı sürerken, Ced-9 geni direnirse, hücrenin yaşamasına izin verilir.
Programlı hücre ölümü, her zaman bir sinyalle başlar, hücreler bir virüs ya da toksik madde ile etkilenirse, hücrenin enerji gereksinimi karşılanmazsa, antioksidan bozukluk, yaşlanma , proteinlerin hatalı katlanmaları, hatta psikosomatik nedenlerle dahi ÖLÜM başlayabilir. Ardından DNA onarımına gidilir, olmuyorsa, hücre ölümü infazı başlar. Gerçekte, iş göremeyen parçacık birikmemesi açısından, hücre belirli zamanda ölmeye gönüllüdür. Kanser hücreleri ise, tam tersi, ölmeye razı olmayarak, gelişigüzel mutasyonlarla hızla çoğalarak yaşama odaklanırlar.
Mikro RNA:
İnsan genlerinin hemen hemen yarısının mikroRNA (miRNA)’lar tarafından idare edildiği düşünülmekte. Yaşlanmada rolü bulunan, miRNA’lar; gen ifadesini düzenleyen, protein kodlamayan, tek iplikçikli, 21 ila 23 nükleotid uzunluğunda RNA’lardır. miRNA’lar ile, yaşlanma arasındaki ilişki, moleküler seviyede, genetik ve kimyasal olarak incelenir. miRNA’ların yaşlanma sürecinde etkiledikleri moleküler mekanizmalar vardır. Yanlış katlanmış proteinlerin miktarında çoğalmaya yol açarlar. Onlara müdahale edildiğinde, normalden daha uzun bir yaşam sürecine ulaştıracak genler sınıfındadırlar.
miRNA’ların bazıları, tümör baskılayıcı gen ödevine sahiptir, miRNA’lar, apoptoz kontrolünde görevlidirler, ifadelerindeki artış veya azalış, hastalıklara yol açmaktadır. Yaşlanma sürecinde, sinir hücreleri içerisindeki demir moleküllerinin birikimi de, ayrıca kayda değer bir unsurdur. Bu demir birikimi, ”miR-29” adlı bir tümör baskılayıcı miRNA ile bağlantılı ve miR-29; demirin sinir hücrelerinde birikip birikmemesinde rol oynuyor.
Hipotalamik Kök Hücreler:
Beynimizin hipotalamus kısmındaki kök hücreler, yaşlanma hızını belirleyen faktörlerden sayılıyor. miRNA içeren doğal nanokesecikler, farelerin beyin-omurilik sıvısına enjekte edildiğinde, yaşlanmanın son derece yavaşladığı görülür. Çünkü, hipotalamik kök hücreler, yaşlanma karşıtı etkilerini, miRNA’ları serbest bırakarak sağlarlar. Sonuçta, hipotalamik kök hücrelerden, miRNA içeren salgı gruplarını çıkararak, hipotalamik kök hücreleri yok edilmiş farelerin beyin omurilik sıvısına enjekte edilmesi, yani yaşlanmanın bu yöntemle yavaşlatılması önemli bir gelişmedir.
Bazı tip miRNA’ların aşırı ifadelenmesi, yaşam süresinin uzatılması ile ilişkilidir. İnsan genomunda şimdiye dek, 1500 kadar miRNA geni bulunmuştur.
Türkiye, 74.6 yıl ortalama yaşam süresine sahip. İsviçre, 82.8 yıl ortalama yaşam süresi ile başta, Afrika ülkelerinin çoğu ise, ortalamada sadece 52.6 yıl ile sondalar.
Yazımın amacı, geliştirilmekte olan genetik çalışmaların, bir kısmına ilişkin güncel bilgiyi, anlaşılır düzeyde sağlamaya çalışmaktır.
