Carl Zimmer: DNT-ni anlamaq və “Ximerizm”

Müəllif: Karl Simmer (ing. Carl Zimmer), Microcosm: “E. Coli and The Science of Life” (Kiçik kainat: E.coli və həyatın yeni elmi) kimi kitabların müəllifi

Biologiya elmindən kriminal axtarışlara qədər genomun şəxsiyyətin aynası olduğu tez-tez təkrar-təkrar edilir. Tək bir hüceyrənin xromosom ardıcıllığını oxuyarıq və həmin şəxsin genetik məlumatları haqqında hər şey əlimizdə olar və ya “23 Andme” (məşhur genetik test loboratoriyası) internet saytında deyildiyi kimi: “DNT haqqında məlumatımız artdıqca mövcudluğumuz haqqında olan biliklərimiz də çoxalır”.

Lakin alimlər bizim təəccübləndirici səviyyədə fərqli genetik “təbəqələr” daşıdığımızı üzə çıxardılar. Yaxın zamana qədər tətqiqatçılar sağlam bir insana aid hüceyrələrin genetik olaraq vacib bir nisbətdə fərqlənməsinin nadir rastlanan bir hadisə olduğunu düşündülər. Lakin bir şəxsin birdən çox genoma sahib olmasının olduqca sıx rast gəlinən vəziyyət olduğu məlum oldu. Məsələn, bəzi insanlar bədənlərinin bir hissəsində digərlərində rast gəlinməyən mutasiya keçirmiş bir qrup hüceyrələrə sahibdir. Bəzilərində isə başqa insanların genomlarına da rast gəlinir.

“Stanford” Universitetinin genetiki Aleksandr Urban (ing. Alexander Urban): “Mövzu cəmiyyət içərisində illər, hətta, on illərdir pıçıltı halında ideya olaraq deyilirdi”,- deyib və: “Hətta, 3 il əvvələ qədər bir bədəndə çox görülən bir genetik variasiya olduğunu təklif etdikdə şübhəli bir nəzərlə qarşılanırdı və əngəl yaranırdı”,- deyə əlavə etdi.

Lakin Dr. Urban və digər tədqiqatçıların son məqalələri bu pıçıltıların sadəcə nəzəri olmadığını göstərir. Tək bir şəxsdə tapılan variasiyalar həddən artıq çoxdur. Dr. Urban: “Orada olduqlarını bilirik, indi isə yeni gen sahəsini xəritələndiririk”.

“Baylor” Tibb Kollecində insan genomu mövzusunda öndə gələn mütəxəssislərdən Dr. Ceyms Lupski (ing. Dr. James R. Lupski) “Science” jurnalında yazdığı son araşdırmada bir şəxsdə birdən çox genoma rast gəlinməsinin tibbi praktika baxımından çox güclü təsiri olacağını demişdi. Həkim bir müsahibəsində “düşüncəmi dəyişdirdi” – deyə sözlərinə əlavə etdi.

Alimlər birdən çox genomla bağlı bəzi nadir xəstəliklər arasındakı əlaqələri tapır və hətta, genetik variasiyaların daha çox rast gəlindiyi xəstəlikləri araşdırmağa başlayırlar.

İnsan dizaynı

1 yumurta hüceyrənin və spermatazoidin DNT-lərini birləşdirdikdə əmələ gələn genom yeni bir insanın yaranması üçün lazım ola bütün məlumatlardan ibarətdir. Mayalanan yumurta (ziqot) embrion yaratmaq üçün bölündükcə orijinal genomun surətləri yaranır.

10 illər ərzində genetiklər embrionun əzələ, sinir və insan bədəninin müxtəlif hissələrini əmələ gətirmək üçün bir genomdakı təlimatları necə istifadə etdiyini öyrəndilər. Həmçinin, müəyyən bəzi xəstəliklərə aid riski artıran genetik variasiyaları başa düşmək üçün DNT ardıcıllığın öyrənilmə üsullarından (ing. DNA sequencing – sekanslamaq ) istifadə etdilər. Genetiklər xəstələr və ailələrinin xəstəliklə mübarizə apara bilməsi üçün genetik axtarışların nəticələrini araşdırırlar. Məsələn, bəzi zülalların sintezini təmin edən gen əskikdirsə, xəstələrin pəhrizini dəyişdirirlər.

1 genomun tamamilə “oxunmasının” maliyyəsi 20 il ərzində ciddi səviyyədə azalıb. Hal-hazırda bir neçə min dollara başa gəlməsinə baxmayaraq, ilk insan genomunun dövlət-özəl sektor ortaqlığı ilə “oxunmasında” bu məbləğ 3 milyard dollara çatırdı. Bu səbəbdən, həkimlər bəzi xəstələrin genomlarını “oxumağa” başlayıblar (təxminən 50 saat zaman sərf olunur). Və mutasiyalarla xəstəliklər arasında daha əvvəl bilinməyən əlaqələri öyrənə bilirlər.

Lakin bütün bu güclü testlər bədənimizdə “bütün genomlar birdir” ehtimalına əsaslanır. Alimlər bir yanaq svapı (red. daşınması mümkün olmayan bioloji nümunələrdən hazırlanan steril nümunə) ilə əldə edilən hüceyrəyə baxaraq beyin, qaraciyər və ya bədənimizin hər hansı hissəsinin hüceyrəsindən olan genom haqqında məlumat əldə edə biləcəklərini düşünürdülər.

1900-cü illərin ortasında alimlər bunun hər zaman doğru ola bilməyəcəyinə aid izlər tapmağa başladılar. 1953-cü ildə bir britaniyalı qadın yarım litr qan verdi. Qadının qanının bir hissəsi O qrupu (1-ci qrup), bir hissəsi isə A qrupu (2-ci qrup) olduğu məlum oldu. Bu araşdırmanı aparan alimlər qadının uşaqlıq daxilində əkizindən qan hüceyrələrindəki genomlarla birlikdə bir miqdar qan almış olduğu nəticəsinə gəldilər.

Ximerizm (red. 2 spermatazoid tərəfindən ayrılıqda mayalanmış 2 yumurta hüceyrənin inkişafı nəticəsində əmələ gələn 2 embrionun əkiz əmələ gətirmək yerinə inkişafın erkən dövründə (blastomer və ya qastrula) birləşərək tək canlı kimi doğulması) müəyyən edildikdən sonra uzun illər nadir hadisə olaraq görüldü. Lakin Los Anceles Uşaq Xəstəxanasında pediatr olan və iyul ayında “The American Journal of Medical Genetics” jurnalında yayımlanan “Ximerizm Araşdırması” (A Review of Chimerism) adlı yazının müəllifi Dr. Linda Randolf (ing. Linda Randolph) deyirdi ki, ximerizm bizim təxmin etdiyimizdən daha çox yayılmış ola bilər.

Əkizlər uşaqlıq daxilində eyni damar dəstəsindən qidalanarkən qarışıq qan mənbəyi almışdılar. Bəzi faktlarda isə iki mayalanmış yumurtalar birləşir. “Embrional Ximera” adlanan bu vəziyyətdə olanlar genlərindən xəbərsiz və sağlam yaşaya bilirlər.

Yuxarıdakı nümunədə qadının ximera olduğu çox gec, yəni 52 yaşında üzə çıxmışdır. Böyrək çatışmazlığından əziyyət çəkməsi səbəbiylə uyğun donor tapılması üçün analizlər edilmiş və nəticəsində qadının 3 bioloji uşağının 2-sinin anası olmadığı məlum olmuşdur. Qadında 2 genomun olduğu ortaya çıxıb, 1 genomun qadının qanını və yumurta hüceyrələrin bir qismini əmələ gətirdiyini, digər yumurta hüceyrələrin isə ayrı bir genoma sahib olduğu bilindi.

Həmçinin, qadınlar öz uşaqlarından da genom qazana bilərlər. Uşaq doğulduqdan sonra ananın bədənində dölə aid bəzi hüceyrələr qala və burada toxumalar tərəfindən mənimsənilə bilər. Dr. Randolf: “Hamilə olan hər hansı bir qadının ximera olması mümkün bir ehtimaldır”,- demişdir.

Baxdığımız hər yer

Alimlər ximeraların nadir rastlanan bir hal olduğunu düşünürdülər, amma bunu sistemli axtarmağa başladıqca təəccüblü dərəcədə çox rast gəlindiyini gördülər. 2012-ci ildə kanadalı alimlər 59 qadının beynini yardılar (autopsiya) və 63% qadında Y xromosomu tapıldı.

“The İnternational Journal of Cancer” jurnalının avqust nəşrində Bostondakı Dana-Farber Onkoloji İnstitutundan (ing. Dana-Farber Cancer İnstitute) Yucn Dimoleya (ing. Eugen Dhimolea) və həmkarları erkək hüceyrələrin döş toxumasına da yayıla biləcəyini demişdilər. Döş toxuması nümunələrindəki Y xromosomlarına baxdıqda qadınların 56%-də rast gəlindiyini müəyyən etdilər.

100 il əvvəl genetiklər insanların sonradan yeni genomlar qazana biləcəyini göstərən bir üsul tapmışdılar. Kürklərində qəribə rəngli ləkələrə sahib nadir canlılar olan “mozaik heyvanlar”ı araşdırdılar. Bu ləkələrə aid genlər onlara valideynlərindən keçməmişdi. Embrional mərhələdə olarkən rəngli ləkələri yaratmaq üçün bölünən dəri hüceyrələrində mutasiya baş vermişdi.

Mozaikizmin (ing. Mosaicism) müəyyən edilib tədqiq edildiyi dövrdə DNT ardıcıllığı təyin oluna bilmədiyinə görə araşdırılması çətin olan bir mövzu idi. Alimlər sadəcə mutasiyaların və xarici mühit təsirlərinin kəskin olduğunu öyrənə bilmişdilər.

1960-cı ildə tətqiqatçılar mozaikizm nəticəsində yaranan bir qan xərçəngi növünü tapdılar. Bir qan hüceyrəsi bölündükcə böyük bir xromosom hissəsini digərinə “daşıyaraq” öz-özünə mutasiya keçirirdi.

Daha sonrakı işlər xərçəng xəstəliyinin bəzi xüsusi hüceyrələrin mutasiyası nəticəsində yarandığına aid idi. Ancaq alimlər konkret hansı yayılmış mozaikizm faktının ardında xərçəng olduğuna dair çox az fikrə sahib idilər.

Boston Uşaq Xəstəxanasında bir genetik olan və yaxın zaman ərzində “Science” jurnalında mozaikizm və xəstəliklər barəsindəki araşdırması dərc olunan Dr. Kristofer Valş (ing. Christopher Walsh): “Üzərində sistemli düşünmək üçün lazımlı texnologiyaya sahib deyildik. İndi isə bir elmi inqilabın içindəyik”,- demişdi.

Zərərsiz fərqlər

Ən son tapıntılar mozaikizmin sağlam hüceyrələrdə belə olduqca çox görülən olduğunu göstərmişdi. Məsələn, Dr. Urban və həmkarları birləşdirici toxumada olan fibroblast olaraq adlandırılan hüceyrələrdəki mutasiyaları araşdırmışdılar. Xüsusilə, 1 DNT seqmentinin təsadüfi surətinin çıxarıldığı (üzünün köçürüldüyü) və ya silindiyi hadisələri axtarmışdılar. Keçən il bildirdiklərinə görə, fibroblastların 30%-i ən az bir dəfə olsa da, mutasiyaya uğramışdır.

“Stanford” Universitetindən Maykl Snaydr (ing. Michael Snyder) və yoldaşları xərçəngdən ölməyən 6 şəxs üzərində autopsiya (meyidin yarılması) keçirərək mozaikizm axtarmışlar. 6 nəfərdən 5-də fərqli orqanlarda yerləşən təsadüfi olaraq üzü köçürülmüş və ya silinmiş hüceyrələr halında DNT uzantları tapdıqlarını oktyabr ayında bildirdilər.

Günümüzdə alimlər artıq ximerizm və mozaikizmin çox rastlanan olduğunu qəbul etməyə başlayaraq bu şərtlərin sağlamlığımız üzərində təsirini araşdırırlar. Dr. Urban: “Mövzu müzakirəyə hələ də açıqdır, çünki hələ başlanğıc mərhələsindəyik”,- demişdir.

Həmçinin, Dr. Valş: “Bu mutasiyaların böyük hissəsinin zərərsiz olacağını demək rahatdır”,- demişdi. Ximeralar üzərində aparılan yeni işlər bu əlavə genomların faydalı olabiləcəyi fikrini irəli sürmüşdür. Məsələn, döllərdəki ximerik hüceyrələrin zədələnmiş hüceyrələri müəyyən etdiyi və yenilənmələrinə kömək etdiyi məlum olmuşdur.

Lakin alimlər bəzi xüsusi hüceyrələrdəki mutasiyaların xərçəngdən başqa xəstəliklərin də inkişafına şərait yaratdığı ilə əlaqədar faktları da tapmağa başladılar. Dr. Valş hemimeqalensefal (ing. hemimegalencephaly) adlandırılan və uşaqlarda rast gəlinən beynin bir tərəfinin digər tərəfdən daha çox böyüməsi ilə üzə çıxan xəstəlik üzərində işləyir.

Bu uşaqların beyninin yarısı götürülməsə, onların yaşama şansları olmur. Bu əməliyyatlarda əldə edilən neyronların genomlarını araşdırır. Həkim və yoldaşları çox böyüyən tərəfdə tapılan bəzi neyronların bir genində mutasiya baş verdiyini üzə çıxarmışlar. Digər alimlərdən ibarət 2 ayrı komanda fərqli genlərdə mutasiyalar müəyyən ediblər. Bunların hamısı neyronların böyüməsinin idarə edilməsinə kömək edir.

Həmçinin, bəzi tədqiqatçılar mozaikizmin şizofreniya kimi daha çox yayılmış xəstəliklər üçün ola biləcək hər hansı genetik faktorun varlığını araşdırırlar. Həmkarları ilə mövzu üzərində işləyən Dr. Urban: “Bu araşdırma 5 -10 il arası davam edəcəkdir”,- deyə bildirdi .

Tədbirli davranmaq

Keçən il Vaşinqton hüquq mühafizə orqanlarının məhkəmə tibbi-ekspertiza şöbəsindəki tətqiqatçıları təcavüz etməkdə şübhəli bilinən şəxsdən götürülən tüpürcək nümunəsi ilə sperma nümunəsinin uyğunlaşmadığını açıqlamışdılar. Yəni fərqli genom aşkarlandı.

Sümük iliyi transplantasiyaları da məsələni bir az mürəkkəbləşdirə bilər. Avstriya “İnnsbruck” Tibb Universitetinin tədqiqatçıları 9 il əvvələ qədər transplantasiya keçirmiş 77 nəfərdən yanaq svapı götürmüş və bunların 74%-də öz genomları ilə donorların genomlarının qarışdığını bildirmişdir. Transplantasiya edilən kök hüceyrələr sadəcə qan hüceyrələrini bərpa etməmiş, habelə, yanaq hüceyrələrində də yerləşmişdir.

Mütəxəssislər fikir qarışıqlığı riskinin gerçək olduğunu, lakin öhdəsindən gəlinə biləcək səviyyədə olduğunu deyirlər. “Rotterdam Erasmus” Universitetində molekulyar biologiya professoru olan Manfred Kayzer (alm. Manfred Kayser) hüquqi faktlara görə çox narahatlığa ehtiyac olmadığını demişdir. Mozaikizm və ximerizmin qarışıq olduğu faktlarda hüquqi tədqiqatçılar bunu digər imkanlarla düzəldə bilirlər. Məsələn, alimlər Avstriyada gedən işlərdə donor qəbul edilən şəxslərin saç hüceyrələrində donor genomu tapa bilməyiblər.

Bizim çox variantlı genomlarımız genetiklərə mübarizə aparmalı olduqları daha ciddi problemlər yaradır. Qan hüceyrələri istifadə edilərək keçirilən bir DNT analizi digər orqanların hüceyrələrində olan xəstəlik törədici mutasiyaları təyin etməyə bilər. “Pennsylvania” Universitetinin genetiki və “Nature Reviews Genetics” jurnalının may nəşrində mozaikizmin təsirləri barəsində araşdırma dərc edən Nensi Spiner (ing. Nancy B. Spinner): “Başqa daha nələrin baş verdiyini sizə açıqlaya bilmərik”,- demişdi.

Alimlər bizim müxtəlif genomlarımızı araşdırmaq və bunların xəstəliklərlə əlaqələrini öyrənmək üçün daha güclü üsullar yaratdıqca bu vəziyyət dəyişə bilər. Dr. Lupski: “Həkimə gedəndə onların belə düşünməsi tez bir anda baş verməyəcək, bu araşdırmalar hələ uzun müddət davam etməlidir”.

Tərcüməçi: Aysel Əliquliyeva