Nörobilim alanında etik ve başarılı çalışmaları ile Japonya RIKEN Beyin Bilimleri Enstitüsü’ndeki araştırmalarını Finlandiya Tampere Üniversitesi’nde sürdüren Dr. Çağrı Yalgın, yeni bir yayına daha imza attı. Nature Neuroscience dergisinde yayınlanan araştırma ileri dönemde mikrosefali gibi bazı nörolojik hastaların aydınlatılmasında ışık olabilir.
Sinir hücreleri, uyartıyı dendrit ve akson adlı uzantıları ile alır ve iletir. Dolayısıyla, hareket, bilişim gibi sinirsel işlevlerin doğru yerine getirilebilmesi için gelişim esnasında akson ve dendritlerin doğru oluşması ve doğru hedeflere varması şarttır. Bunun, çok değişik akson ve dendrit şekline sahip olabilen her bir nöron için geçerli olduğunu kaydeden Dr. Yalgın, “Özellikle, her hücrede bir tane bulunan aksonların şekline ve uzanmasına etki eden birçok etken, 20 yıldır süren araştırmalarla belirlenmişti. Bunların öncüsü, sirke sineği Drosophila melanogaster ile yapılan araştırmalar olmuştu. Ancak, bir hücrede birden çok sayıda bulunabilen dendritlerin oluşumu yeni yeni anlaşılıyor olduğundan, doktoramı yaptığım Japonya’daki RIKEN Beyin Bilimleri Enstitüsü’ndeki laboratuvarımızda sirke sinekleriyle bu alanda çalışmaya karar verdik.”
 |
| Şekil 1 |
Sinir hücreleri, uyartıyı dendrit ve akson adlı uzantıları ile alır ve iletir. Dolayısıyla, hareket, bilişim gibi sinirsel işlevlerin doğru yerine getirilebilmesi için gelişim esnasında akson ve dendritlerin doğru oluşması ve doğru hedeflere varması şarttır. Bunun, çok değişik akson ve dendrit şekline sahip olabilen her bir nöron için geçerli olduğunu kaydeden Dr. Yalgın, “Özellikle, her hücrede bir tane bulunan aksonların şekline ve uzanmasına etki eden birçok etken, 20 yıldır süren araştırmalarla belirlenmişti. Bunların öncüsü, sirke sineği Drosophila melanogaster ile yapılan araştırmalar olmuştu. Ancak, bir hücrede birden çok sayıda bulunabilen dendritlerin oluşumu yeni yeni anlaşılıyor olduğundan, doktoramı yaptığım Japonya’daki RIKEN Beyin Bilimleri Enstitüsü’ndeki laboratuvarımızda sirke sinekleriyle bu alanda çalışmaya karar verdik.”
 |
| Şekil 2. Kaynak: HHMI / Jan Lab. |
Hücrenin Çekirdeğinden Dendrit Oluşumuna Nasıl Etki Ediyor?
Nature Neuroscience dergisinde yayınlanan araştırmada Drosophila melanogaster larvasını çevreleyen nöronları model olarak kullandıklarını belirten Yalgın, “Bunlardan bazıları az sayıda ve basit şekilli dendritlere (Şekil 2’de yeşil renkte) sahipken bazıları yüzlerce sayıda ve çok karmaşık dendritlere (Şekil 2’de kırmızı renkte) sahiptir. Basit şekilli dendritlerin şeklinden “Abrupt” isimli bir proteinin sorumlu olduğunu önceden biliyorduk. Ancak bu protein dendritte değil, hücrenin çekirdeğinde bulunmaktaydı. Hücrenin çekirdeğinden dendrit oluşumuna nasıl etki ediyordu? Ortada bir aracı bulunmalıydı.
Biz bu aracının sentrozomin adlı bir protein olduğunu bulduk. Sentrozomin proteinini üretemeyen, genetiği değiştirilmiş sinek larvalarını inceledik. Normalde basit dendritlere sahip olması gereken hücrelerin daha karmaşık, ve yaklaşık yüzde 50 daha çok dendrite sahip olduğunu gördük” dedi. (Şekil 3)
 |
| Şekil 3. Kaynak: C. Yalgin, A. W. Moore |
Dendritlerde Sentrozomin Neleri Düzenliyor?
İşin ilginç yanının, sentrozominin daha önce sentrozom denen merkezi yapılarda bulunan bir protein olduğunu dile getiren Yalgın, şu bilgileri verdi: “Sentrozom, ismini de buradan alıyordu. Oradaki görevi, hücre iskeletinin mikrotübül denen yapılarına zemin oluşturmaktı. Dendritler de mikrotübül açısından zengin olduğuna göre, sentrozomin orada da aynı işi yapıyor olabilir diye düşündük. Nitekim böyle çıktı: Dendritlerde bulunduğu birkaç yıl önce keşfedilmiş olan Golgi aygıtı parçalarına yerleşen sentrozomin, mikrotübüllerin, dolayısıyla dendritlerin oluşumunu düzenliyordu.
Bu Keşif Nelerin Yolunu Açabilir?
Biz araştırmamızda sirke sineği kullandık. Ancak bu tür düzenekler evrim sürecinde korunmuş olduğundan insanda bile böyle işliyor olabilir. Bunun böyle olup olmadığını farelerdeki in vivo ve insan hücrelerindeki in vitro deneylerle sınayabileceğiz. Nitekim, sinekteki sentrozomin geninin insandaki homologu olan CDK5RAP2 geninin mutasyonunun mikrosefaliye sebep olduğunu biliyoruz. Dolayısıyla bu keşfin bazı insan hastalıklarının aydınlatılmasına da yardımcı olacağını umuyoruz.”
