Yumurta ve sperm yarışları sürüyor: Weizmann Enstitüsü ile çalışan Cambridge Üniversitesinde, bilimciler insan embriyonik kök hücrelerini kullanarak, devamında yumurta ve sperm’e dönüşecek, ilkel üreme hücrelerini üretti. Bu, kemirgen kök hücreleri kullanılarak zaten yapılmıştı. Ancak Cell dergisinde yayınlanan bu çalışmayla insan kök hücrelerinin verimli bir şekilde kullanılması ilk kez başarıldı.
GÖRSEL: İnsan üreme hücresi soyunun doğumunu betimleyen SOX17 pozitif hücrelerin (yeşil hücreler) görünümünün başlangıcındaki bir embriyoid.
CREDIT: Walfred Tang, University of Cambridge
Bir yumurta hücresi sperm tarafından döllendiğinde, embriyonun erken aşaması olan ve blastokist (dölütçük;) olarak bilinen bir hücre kümesi içinde bölünmeye başlar. Bu hücre topunun içinde bazı hücreler fetusa gelişecek iç hücre kitlesini; bazıları da plesentaya dönüşecek dış duvarı oluştururlar. İç hücre kitlesindeki hücreler, vücuttaki herhangi bir hücre tipine gelişme potansiyeline sahip kök hücreye dönüşmek üzere yeniden ayarlanır. Bu hücrelerin küçük bir miktarı, üreme hücreleri (yumurta ve sperm) olma potansiyeline sahip ilkel üreme hücrelerine dönüşür. Üreme hücreleri de sonraki yaşamda doğacak yavrulara geçecek genetik bilgiyi içerir.
Makalenin ilk yazarı ve Cambridge Üniversitesindeki İngiltere Gurdon Enstitüsü’nden Dr. Naoko Irie, ilkel üreme hücrelerinin oluşumunun erken memeli gelişmesi sırasındaki erken olaylardan biri olduğunu söylüyor. Irie, “Farelerden ve sıçanlardan kök hücreleri kullanarak yeniden oluşturmayı başardığımız bir dönem var; ama şimdiye dek, çok az araştırma insan kök hücresini sistematik kullanarak bunu yaptı. Bu çalışma insandaki embriyo gelişimiyle kemirgenler arasındaki önemli farklılıkları vurguladı; yani çalışmamız, farelerden ve sıçanlardan elde edilen bulgularla insan için doğrudan bir sonuca varılamayacağı anlamına geliyor.” dedi.
Gurdon Enstitüsü’nden, araştırmanın da lideri Profesör Azim Surani ile meslaktaşları; insan kök hücrelerini ilkel üreme hücrelerine dönüştürmeyi yönetmede (spesifikasyon olarak bilinen aşama) kritik öneme sahip olan ve SOX17 olarak bilinen geni buldu. Bu genin, faredeki eşdeğeri süreçte bulunmadığına göre, fare ve insan gelişimleri arasındaki anahtar farkı ortaya çıkarması da çok şaşırtıcı. SOX17’nin endodermal hücrelere dönüştürürken kök hücreleri yönetmede rol oynadığı daha önce gösterilmişti; ama, ilkel üreme hücreleri spesifikasyonu’nda görülmesi bir ilk.
Araştırma ekibi, insan germ hattı (genetik maddenin gametler aracılığyla bir dölden diğer döle taşınması), kısırlık ve üreme hücreleri tümörlerinin bilgilerini ilerletmek üzere, hastaya özgü hücreler üzerinde incelemeye olanak verecek yetişkin hücrelerin (deri hücresi gibi) yeniden programlanmasından ilkel üreme hücrelerinin elde edilebileceğini de gösterdi. Araştırma epigenetik mirasın sürecini anlamak üzere potansiyel sonuçlara da sahip. Bilimciler, bir süredir, örneğin sigara içme ya da beslenme geçmişimiz gibi çevremizin genlerimizi, gen etkinliğini arttıran ya da azaltan bir anahtar rolü oynayan ve metilasyon denen bir süreçte, etkileyebildiğini biliyor. Bu metilasyon örnekleri çocuklara geçebilir.
Surani ve meslektaşları, ilkel üreme hücrelerinin spesifikasyon aşaması sırasında, bu metilasyon örneklerini silmek üzere “reset” anahtarı gibi çalışan bir program başlattığını da gösterdi. Ancak, nedeni henüz anlaşılamamış olsa da, bu örneklerin izleri miras olarak aktarılabilir.
Surani, üreme hücrelerinin bir anlamda ölümsüz olduğunu söylüyor; bunların bütün nesiller arasında kalıcı bir bağ sağladığını, genetik bilgiyi bir nesilden ötekine taşıdığını belirtiyor. Surani sözlerini şöyle sürdürüyor: “Epigenetik bilginin kapsamlı silinmesi, epigenetik mutasyonların hepsinin değilse de çoğunun silinmesidir; ki bu da, soyun gençleşmesine katkı yapar ve ölümsüz nesillere yol açar. Bu mekanizmalar, şimdilerde, kısmen kümülatif epigenetik mutasyonlara bağlı olan yaşla ilgili hastalıkların anlaşılmasına yönelik daha çok ilgi çekiyor.”
İlgilenenler için bu çalışmanın yayını: Naoko Irie, Leehee Weinberger, Walfred W.C. Tang, Toshihiro Kobayashi, Sergey Viukov, Yair S. Manor, Sabine Dietmann, Jacob H. Hanna, M. Azim Surani. SOX17 Is a Critical Specifier of Human Primordial Germ Cell Fate. Cell, 2014; DOI: 10.1016/j.cell.2014.12.013