Virüsler, Neandertaller ve modern insanlar arasında gen paylaşımını etkiledi

İnsanın evrimi, maymunsu bir atadan modern Homo sapiens’e doğru yavaşça ilerleyen düz bir çizgi biçiminde tasvir edilir. Öte yandan, yeni nesil gen dizilimi çalışmaları sayesinde -erken dönem insanların soyu tükenmiş alt türlerinden aldıkları genetik malzemeye dair keşfin yanı sıra- son yıllarda ulaşılan bulgular bunun göründüğü kadar sıradan olmadığını ortaya koydu. İnsan türünün soy ağacı, bugün olduğumuz şeyi biçimlendirmeye yardımcı olan kıvrımlar ve dallarla dolu. Şimdiyse, yeni bir araştırma, virüslerin evrimi biçimlendirmede oynadığı rolü, özellikle de modern insanlar ve Neandertaller arasındaki virüs kaynaklı etkileşimlere ilişkin yeni ayrıntıları gözler önüne seriyor.

Araştırma başyazarı ve Arizona Üniversitesi’nde ekoloji ve evrim biyolojisi bölümünde öğretim üyesi olan David Enard, “Modern insanların Neandertallerle bir araya geldiği durumlarda, kendi yaşam çevrelerinden taşıdıkları patojenleri* birbirlerine bulaştırdıklarını hayal etmek zor değil” diyor “Birbirleriyle çiftleşerek, bu patojenlerin bir kısmıyla başa çıkmak yolunda genetik adaptasyonlar (uyum süreçleri) geçirdiler.”

GÖÇLER DEĞİŞİMLERİ TETİKLEDİ

Günümüzde, modern insanların 70 bin yıl önce Afrika’dan yola çıkarak Avrasya’nın içlerine doğru göç etmeye başladığı düşünülüyor. Buraya ulaştıklarında, kendi atalarının ardından yüzlerce yıldır o coğrafi alana uyum sağlayan Neanderthallerle karşılaştılar. Avrasya’nın doğa koşulları, Afrika’da bulunmayan ama orada bulunan virüslere ve diğer patojenlere sağlanan uyumun daha da gelişmesi dahil olmak üzere, Neandertallerin evrimini biçimlendirdi.

Cell dergisinde yayınlanan çalışma, insan evrimindeki uyumsal introgresyon** veya türler arasında melezleşmenin rolüne ilişkin yeni ayrıntıları da açığa çıkardı. Stanford Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırmacıyken çalışmayı tamamlayan Enard, “Neandertallerin bazıları bu patojenlere karşı kendilerine avantaj sağlayan uyumsal mutasyonlara (genetik değişimlere) sahipti ve bu mutasyonların bir bölümünü modern insanlara aktarmayı başardılar” diyor. “Buna pozitif doğal seçilim denir ve süreç, avantaj sağlayan mutasyonları taşıyan belirli bireyleri destekler.”

Stanford Üniversitesi’nin Michelle ve Kevin Douglas kürsüsünde biyoloji profesörü ve yeni çalışmanın kıdemli yazarları olan Enard ve Dmitri Petrov, on binlerce yıl süren küresel evrim modellerini incelemek amacıyla biyoinformatik*** araçları kullanıyorlar. Daha önce gerçekleştirdikleri araştırmalar, virüslerin insan evriminde nasıl bir etkisi olduğuna odaklanmıştı. 2016 yılında, insanların diğer büyük maymunlardan ayrılmasından bu yana gerçekleşen protein adaptasyonlarının yaklaşık üçte birinin bulaşıcı virüslere karşı bir yanıtla yönlendirildiğini açıkladılar. Bu bulgular temelinde yapılandırılan yeni çalışma, adaptasyonlardan hangilerinin Neandertallerden kaynaklandığını araştırdı.

25 BİN GENDEN 4 BİNİ ETKİLEŞİME GİRDİ

Araştırmacılar, söz konusu çalışmada, insan genomundaki patojenlerle etkileşime girdiği saptanan genleri ortaya koydular; toplam 25 bin genin 4 binden fazlası etkileşime girmişti. Enard, “Bu genler üzerine yoğunlaştık, zira virüslerle ilgisi olmayan genlerle karşılaştırıldığında, virüslerle etkileşime giren genlerin bulaşıcı hastalığa karşı gelişen bir adaptasyonda yer almaları daha büyük bir olasılıktır” diyor.

Bunun ardından, bu 4 bin gende Neandertal DNA’sına ilişkin bir artış olup olmadığını araştırdılar. Diğer grupların gerçekleştirdiği daha önceki çalışmalar, insanlarda Neandertal DNA’sı bulunduğunu zaten ortaya koymuştu. Bu gen dizileri, saha çalışması yürüten araştırmacılar için erişime açık durumda. Enard ve Petrov, yaptıkları incelemeye dayanarak, virüslere karşı direnç sağlayan uyumlu genlerin, Neandertaller ve modern insanlar arasında değiş-tokuş edildiğine dair güçlü deliller buldu.

Petrov, “Birçok Neandertal kaynaklı gen dizisi modern insanlarda kayboldu; buna rağmen, kimi gen dizileri, temas sırasında o dönemin selektif (seçilmiş) faydalarını andıran biçimde hızla yüksek bir sıklığa ulaştı ve varlığını sürdürdü” diyor. “Araştırmamız, bunun neden böyle olduğunu anlama amacını taşıyor. Bu Neandertal gen dizilerince iletilen ve özel RNA virüslerine karşı (ortaya çıkan) direncin, selektif faydaların en büyük nedeni olabileceğine inanıyoruz.”

Enard, “Nüfus genetikçilerinin merak ettiği hususlardan biri, Neandertal DNA’sından gelen bu genleri kendi genomlarımızda tutmamızın sebebi olabilir” diye ekliyor. “Yaptığımız çalışma, bu genlerin rollerinden birinin, yeni yaşam alanlarına göçtüğümüzde patojenlere karşı bizlere bazı korumalar sağlamak olduğunu düşündürüyor.”

Enard, bu çeşit bir araştırmanın insan evrimine dair yeni ayrıntılar açığa çıkarmasının yanında, bir başka faydasının da araştırmacıların antik salgın hastalıklara ilişkin yeni ipuçlarını ortaya çıkarmasına yardım edeceğini düşünüyor. Bu, potansiyel açıdan, gelecekte yaşanacak salgınları takip ve tedavi etmek için daha iyi yöntemler oluşturmak için bilgi sağlayabilir. “RNA çok hassas ve çabucak parçalanıyor; bu nedenle RNA bazlı virüslerin neden olduğu antik hastalıklara dair bilgi edinmek oldukça zor” diyor. “Bu genetik adaptasyonları, fosilleşmiş çamur içinde korunan ve uzun süre önce soyu tükenmiş olan dinozorların ayak izleri gibi düşünebilirsiniz. Tarih öncesi salgınları araştıran bilim insanları, virüslerin kendisine ulaşamasa dahi onları yönlendiren patojenler hakkında bilgi edinebilirler.”

Araştırma, ABD Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından finanse edildi.

*Patojen, hastalığa neden olan her türlü organizma ve maddeye verilen isimdir. Genelde çok hücreli organizmaların işleyişini ve hücre bütünlüğünü bozan yapılar için kullanılır; yanı sıra, tek hücreli canlıları etkileyen patojenler de mevcuttur.

**İntrogresyon; aralarındaki sıvı alış verişi ve tekrarlanan geri beslemenin bir sonucu olarak, genetik bilgilerin bir türden diğerine aktarılması olayı.

***Biyoinformatik; biyolojik bilgilerin üretilmesi ve saklanması amacıyla veritabanları oluşturan araştırma alanı.

Yazının aslı Science Daily sitesinde yayınlanmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)