CRISPR, bilim insanlarının yaklaşık 25 milyon yıl önce kuyruk kaybına yol açmış olabilecek genleri belirlemesine yardımcı oluyor.
İnsanlar kuyruklarını ne zaman kaybetti? Bu soru, Charles Darwin’in zamanından beri devam eden evrimsel bir gizem. İnsanlar ve şempanzeler de dahil olmak üzere insansı maymunlar, lemur ve diğer maymun akrabalarımız gibi uzun kuyrukları olmayan primatlar. Şimdiyse gen düzenleme teknolojisinde yaşanan bazı gelişmeler sayesinde, insansı maymunların kuyruk kaybıyla ilgili yeni bir ipucu ortaya çıkarılmış. İki gün önce Nature bülteninde yayımlanan bir çalışmaya göre yaklaşık 25 milyon yıl önce antik atalarımızda genetik bir sapma meydana gelmiş.
İnsansı maymunlar ve maymunlar
İnsansı maymunlardaki kuyruk kaybı, bu canlı grubu 20 ila 25 milyon yıl önce Eski Dünya maymunlarından başka yöne evrildikçe başlamış. Bu evrimsel bölünmeden sonra, insansı maymunlarda daha kısa kuyruk omurgası evrimleşmiş. Bunun sonucunda kuyruksokumu kemiğimiz meydana gelmiş.
İnsansı maymunların kuyruklarını en başta neden kaybettikleri belirsizliğini korusa da, bazı bilim insanları kuyruksuz olmanın yerde yaşayan dikey gövdeler için daha uygun olmuş olabileceğini düşünüyor. Kuyruklu primatlar genelde bu uzantılarını ağaç dallarından sallanmalarına ve onlarla yatay şekilde yürümelerine yardımcı olması için kullanıyor. Gibongiller ve orangutanlar, halen ağaçlarda yaşayan insansı maymunlar olsa da; kuyrukları olan ve dallardan sarkan maymunlardan farklı şekilde hareket ediyorlar.
Önceki çalışmalarda, omurgalılardaki kuyruk gelişimiyle 100’ü aşkın gen ilişkilendirilmiş. Bu yüzden genel kanı, kuyruk kaybının birden fazla genin DNA kodundaki değişimlerle (veya mutasyonlarla) gerçekleştiği yönünde olmuş.
Sıçrayan genler
Yeni çalışmada bir araştırma takımı, insanların da içinde bulunduğu altı insansı maymun türü ile 15 maymun türünü karşılaştırmış. Bunun sonucunda insansı maymunlar ve insanların paylaştığı bir DNA ilavesi olduğunu, bu ilavenin maymunlarda bulunmadığını keşfetmişler. Söz konusu bölüm, hayvanlarda kuyruk uzunluğunu etkilediği bilinen TBXT isimli bir gen üzerinde yer alıyor.
Araştırmacılar bu mutasyonun yerini belirledikten sonra CRISPR teknolojisini kullanarak, laboratuvarda fare embriyolarının genindeki aynı noktayı düzenlemişler. Değiştirilen TBXT genlerine sahip fareler çeşitli özellikteki kuyruklarla doğarken, bazıları ise hiç kuyruksuz doğmuş.
Kuyruklarda meydana gelen bu farklılıklar, ilginçtir ki sadece TBXT genlerindeki mutasyonlardan kaynaklanmamış. DNA, çeşitli işlevlere sahip farklı gen yığınlarından oluşan bükülmüş bir merdiven veya bir çift sarmal halinde bulunuyor. DNA, hayvanların gen değişimleriyle evrimleşmesine olanak sağlıyor fakat bu değişimlerden bazıları, DNA’nın bükülmüş merdiveninin sadece bir basamağında meydana geliyor. Diğer değişimler ise daha karmaşık ve birden fazla basamakta gerçekleşiyor. Bu Alu elementleri, sonrasında yeniden DNA’ya geri dönüşebilen RNA parçaları oluşturabilen tekrarlı DNA dizilimlerinden meydana geliyor. DNA’ya geri döndüklerinde, kendilerini genoma rastgele biçimde ekliyorlar. Bu tip “sıçrayan genler”, sonrasında eklendikleri bir genin işlevini bozabiliyor veya zenginleştirebiliyor.
Araştırma takımı TBXT geninde, maymunlarda değil ama insansı maymunlarda mevcut olan iki Alu elementi keşfetmiş. Sadece primatlarda bulunan bu sıçrayan genler, milyonlarca yıldır söz konusu genetik ayrışmanın ardındaymış.
Genetik bir ödünleşme mi?
Araştırma takımına göre kuyruk kaybının sunduğu herhangi bir avantaj çok güçlü olmuş olmalı. Genler sıklıkla vücutla ilgili birden fazla işlevi etkileyebiliyor. Bir alanda avantaj sunan değişimler, başka bir yerde zararlı olabiliyor. Araştırma takımı, TBXT genini eklediği farelerin sinir yollarında ufak bozukluklar saptamış.
Kuyruk kaybetmenin, sinir yolu kusurlu doğumlara katkı yapan antik ve evrimsel bir genetik ödünleşmeye sebep olup olmadığı gelecekteki çalışmalarda test edilebilir. Bu kusurlar arasında, 1.000 insan bebekten yaklaşık birinde görülen açık omurga da yer alıyor.
Yazar: Laura Baisas/Popular Science. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
