Atalarımızın DNA’sı Bize Kim Olduğumuzu Anlatıyor!

İnsanlık tarihi, atalarımızın DNA’sı ile yazılmıştır. Atalarımızın DNA’sı; onların yaşadıkları yerleri, hastalıklara karşı nasıl direndiklerini, kimlerle karıştıklarını ve nasıl göç ettiklerini anlatıyor. Öte yandan bugün kim olduğumuzu ve nereden geldiğimizi belirliyor. Aynı zamanda gelecekte karşılaşabileceğimiz sağlık sorunlarının ipuçlarını da taşıyor. Atalarımızın DNA’sı, tarih öncesi insan çeşitliliği ve göçü hakkında ayrıntılı bilgiler sunan, çığır açıcı bir araştırmanın konusu.

Nature dergisinde yer alan dört çığır açıcı araştırma makalesi, insan hastalıklarının karmaşık genetik izlerini ve coğrafi kökenlerini inceleyerek tarih öncesi insan çeşitliliği ve göçü hakkında ayrıntılı bilgiler sunuyor. Çalışmalar ayrıca multipl skleroza (MS) karşı artan genetik yatkınlık için ikna edici bir açıklama ortaya koyuyor.

Avrupa ve Batı Asya’dan (Avrasya) 5.000 tarih öncesi insan genomunu kapsayan, bugüne kadarki en kapsamlı veri setinden elde edilen verileri kullanan araştırma, Batı Avrasya’nın tarih öncesi insan gen havuzlarını benzersiz bir hassasiyetle ortaya koyuyor.

Bu bulguların arkasındaki işbirliği çabası, Kopenhag Üniversitesinden uzmanların liderlik ettiği ve dünyanın dört bir yanındaki üniversitelerden ve müzelerden gelen yaklaşık 175 araştırmacının katkıda bulunduğu uluslararası bir ekibi içeriyor. Bu farklı grup, arkeoloji, evrimsel biyoloji, tıp, antik DNA araştırmaları, bulaşıcı hastalık araştırmaları ve epidemiyoloji gibi geniş bir bilimsel disiplin yelpazesini temsil etmektedir. İngiltere, ABD, Almanya, Avustralya, İsveç, Danimarka, Norveç, Fransa, Polonya, İsviçre, Ermenistan, Ukrayna, Rusya, Kazakistan ve İtalya’dan araştırmacılar bu öncü çalışmalara katkıda bulunmuştur.

Nature makalelerinde açıklanan araştırma bulguları, 5.000 genomun bir alt kümesinin ayrıntılı analizinden kaynaklanıyor ve birkaç önemli keşfi vurguluyor:

1. Antik Avrupa’da kültürel engeller: Çalışma, yaklaşık 4.000 yıl öncesine kadar devam eden ve Avrupa’nın güneyinde Karadeniz’den kuzeyinde Baltık Denizi’ne kadar uzanan, kültürel olarak belirlenmiş bir bariyerin derin genetik etkilerinin altını çiziyor.
2. Risk genlerinin yayılması: Araştırma, Avrasya’da 5.000 yıl önce yaşanan önemli göç olaylarının ardından, tip 2 diyabet ve Alzheimer hastalığı da dahil olmak üzere çeşitli hastalıklarla ilişkili risk genlerinin dağılımını ortaya koyuyor.
3. İskandinavya’da multipl skleroz: Makaleler, İskandinavya’da multipl skleroz prevalansının Güney Avrupa’ya kıyasla iki kat daha yüksek olduğu yönündeki şaşırtıcı gözleme ışık tutan eski göçlere ilişkin ikna edici bilimsel kanıtlar sunmaktadır.
4. Danimarka’da nüfus değişimleri: Analiz, Danimarka’da tek bir bin yıl içinde meydana gelen neredeyse tam iki nüfus değişiminin haritasını ortaya koymaktadır. Bu da bölgedeki dinamik demografik değişimler hakkında eşi benzeri görülmemiş bilgiler sağlamaktadır.

5.000 antik insan genomu projesi

Kemik ve dişlerin analizi yoluyla titizlikle yeniden yapılandırılan 5.000 antik insan genomundan oluşan kapsamlı veri seti, Avrupa ve Batı Asya’yı kapsayan müze ve üniversiteleri içeren ortak bir bilimsel çabayla erişilebilir hale getirildi. Bu önemli dizileme çalışması Illumina teknolojisinin yeteneklerinden yararlanılarak mümkün kılınmıştır.

Mezolitik ve Neolitik dönemlerden Bronz Çağı, Demir Çağı, Viking dönemi ve Orta Çağ’a kadar çeşitli tarihsel dönemleri kapsayan veri setindeki örneklerin yaşı, kapsamlı bir zamansal panorama sunuyor. Özellikle, bu koleksiyondaki en eski genom yaklaşık 34.000 yıl önce yaşamış bir bireyden türetilmiştir.

Kopenhag Üniversitesi’nden üç profesör tarafından 2018 yılında tasarlanan antik insan genomları projesi, Avrasya’dan 1.000 antik insan genomunu beyin bozukluklarında hassas araştırmalar için öncü bir araç olarak yeniden yapılandırmayı amaçlıyordu. Bu projenin mimarları arasında antik DNA analizi uzmanı ve proje direktörü Eske Willerslev; zihinsel bozukluklarla ilişkili genetik faktörler konusunda otorite olan ve Danimarka Başkent Bölgesi’nde Ruh Sağlığı Hizmetleri sunan Biyolojik Psikiyatri Enstitüsü’nün başkanı Thomas Werge; ve ABD’deki Berkeley Kaliforniya Üniversitesi’ne bağlı antik DNA’nın istatistiksel ve hesaplamalı analizlerinde uzman olan Rasmus Nielsen yer almaktadır. Bu ortak çaba, insan genomik tarihi anlayışımızı ilerletmede önemli bir adım olmuştur.

Birincil hedef, beyin hastalıklarının genetik izlerini ve evrimsel geçmişini keşfetmek için benzersiz bir antik genomik veri kümesi oluşturmak ve geniş dönemler boyunca bu koşullara ilişkin yeni içgörüler sunmaktı. Bu iddialı hedef, antik DNA profilleri ile çeşitli bilimsel alanlardan elde edilen veriler arasında disiplinler arası karşılaştırmaları içeriyordu.

Parkinson hastalığı, Alzheimer hastalığı ve multipl skleroz gibi nörolojik hastalıkların yanı sıra DEHB ve şizofreni gibi ruhsal bozuklukları da potansiyel denekler olarak belirleyen üç profesör projeyi başlattı. Finansal destek arayışıyla 2018 yılında Danimarka’nın önde gelen araştırma vakıflarından Lundbeck Vakfı’na başvurdular. Vakıf, girişim için 60 milyon DKK (yaklaşık 8 milyon Euro) tutarında beş yıllık önemli bir araştırma fonu sağladı. Kopenhag Üniversitesi, yeni kurulan Lundbeck Vakfı GeoGenetik Merkezi aracılığıyla projenin koordinasyonunu üstlendi.

Bu cömert fonun önemi, zaman içinde beyin bozukluklarının ardında yatan genetik mimarinin derinlemesine anlaşılmasına öncülük etme potansiyelinde yatmaktadır. Lundbeck Vakfı Araştırma Direktörü Jan Egebjerg, beyin bozukluklarının bu çığır açan projenin özel odak alanını temsil ettiğini ve 2018’de verilen önemli araştırma hibesini haklı çıkardığını vurguluyor.

Lundbeck Vakfı, zihinsel bozuklukların genetik ve çevresel temellerini araştıran dünya çapında önemli bir girişim olan iPYSCH konsorsiyumuna desteğini sürdürmektedir. Bu bozukluklar arasında otizm, DEHB, şizofreni, bipolar bozukluk ve depresyon yer almakta olup, öncelikli olarak bu durumlarla ilişkili genetik risk profillerinin hassasiyetini geliştirmeye odaklanılmaktadır.

Nature dergisinde rapor edilen bulgular, titiz bir doğrulama sürecinden güç almaktadır. Bu, antik genomik veri setinin, geniş Danimarka iPYSCH konsorsiyumundan elde edilen kimliksizleştirilmiş genetik verilerle titiz bir şekilde karşılaştırılmasını içermektedir. Ayrıca, Birleşik Krallık Biyobankası’nda titizlikle kataloglanan 400.000 çağdaş bireyden oluşan bir kohorttan alınan DNA profilleri, rapor edilen sonuçların sağlam bir şekilde doğrulanmasına katkıda bulunmaktadır. Bu ortak çaba, ruh sağlığı bozukluklarında genetik ve çevresel faktörler arasındaki karmaşık etkileşimi aydınlatmak için üstlenilen kapsamlı yaklaşımın altını çizmektedir.

Aşılması gereken çok sayıda engel

Profesör Werge, projenin başlangıcının deneysel olduğunu, hastalıkların ve bozuklukların evrimini şekillendiren çevresel faktörlere ilişkin içgörüleri ortaya çıkarma merakından kaynaklandığını anlatıyor. Başlangıçtaki amaç, eski insan örneklerini toplamak ve içlerinde saklı olan potansiyel keşifleri keşfetmekti. Ancak proje çok geniş ve karmaşık bir girişime dönüştü ve sonuçta Nature dergisinde dört makalede tanımlanarak benzersiz bir ayrıcalık kazandı.

Profesör Willerslev, DNA veri setinin derlenmesinde karşılaşılan önemli lojistik engellerin altını çiziyor. Proje için arkeolojik örneklere, özellikle de Avrasya bölgesindeki müze ve kurumlara dağılmış insan diş ve kemiklerine erişim gerekiyordu. Bu zorluğun üstesinden gelmek için çok sayıda işbirliği anlaşması yapılması gerekti. Bu anlaşmalar yapıldıktan sonra proje ivme kazandı ve şu anda 5.000’den fazla tarih öncesi insan (Antik insan) genomunu içeren büyük bir veri kümesi ortaya çıktı. Veri setinin büyüklüğü, araştırma sonuçlarının hem kullanılabilirliğini hem de kesinliğini önemli ölçüde artırmıştır.

Profesör Nielsen, Kopenhag Üniversitesi’ndeki laboratuvarlarda antik diş ve kemiklerden elde edilen bilgiler üzerinde yürütülen istatistiksel ve biyoinformatik analizlerin planlanmasından sorumlu oldu. Geniş bir veri hacminde gezinerek, ciddi şekilde bozulmuş DNA’nın karmaşıklıklarıyla mücadele etti ve projenin engelleri aşma ve değerli içgörüler elde etme konusundaki kararlılığını sergiledi.

Daha önce hiç kimse bu kadar kapsamlı genetik veriyle uğraşmadığından, benzeri görülmemiş sayıda antik genomu analiz etmek benzersiz bir zorluk teşkil ediyordu. Karmaşıklık, doğasında hatalar bulunan çok sayıda kısa DNA dizisinden oluşan ham verilerin karmaşık yapısından kaynaklanıyordu. Dahası, bu dizilerin insan genomundaki ilgili konumlarıyla doğru bir şekilde eşleştirilmesi gerekiyordu. Eski diş ve kemiklerde bulunan mikroorganizmalardan kaynaklanan kontaminasyon potansiyeli işleri daha da karmaşık hale getiriyordu.

Görevin karmaşıklığını göstermek için, milyonlarca parçadan oluşan bir yapboz düşünün, hepsi diğer dört tamamlanmamış yapboz setinden gelen parçalarla karışmış ve bulaşık makinesinde bir saat boyunca çalıştırılmış. Bu genetik yapbozu yeniden birleştirmenin karmaşık bir girişim olduğu kanıtlandı. Profesör Nielsen, nihai başarılarında Lozan Üniversitesi’nden Dr. Olivier Delanau ile yaptıkları işbirliğinin çok önemli bir faktör olduğunu vurguladı. Dr. Delanau’nun algoritma geliştirme konusundaki uzmanlığı, karmaşık verilerin yarattığı zorlukların üstesinden gelinmesinde ve genetik bulmacanın doğru bir şekilde yeniden oluşturulmasında çok önemli bir rol oynamıştır.

Küresel ilgi

Profesör Werge, Willerslev ve Nielsen’in de belirttiği gibi, önemli bir antik tarih öncesi insan genomu veri setinin kapsamlı bir derlemesine ilişkin raporlar bilim çevrelerinde hızla yayıldı ve 2022’den bu yana artan bir ilgiye yol açtı. Üçlü, özellikle hastalıklara odaklanan ve zengin antik DNA veri setini keşfetmek için erişim arayan dünya çapındaki araştırmacılardan gelen sürekli soru akışının altını çiziyor.

Nature dergisinde yayımlanan dört makalenin önemi, 5000 genomluk veri setinin hastalıklara ilişkin yeni içgörüler sağlayabilecek hassas bir araç olduğunu göstermelerinde yatıyor. Günümüz insan DNA verilerinin analizlerinin entegre edilmesi ve çeşitli araştırma alanlarından gelen girdilerden yararlanılmasıyla bu büyük veri seti, hastalık araştırmaları için muazzam potansiyele sahip çok yönlü bir araç haline geliyor.

Profesör Willerslev, böylesine kapsamlı bir antik genomik veri setinin hastalık araştırmalarında sunabileceği uygulamaların dikkate değer kapsamını vurguluyor. Beklenti, 5.000 genomluk veri setinden elde edilen yeni bilimsel keşifler ortaya çıktıkça, daha fazla verinin aşamalı olarak araştırmacılar tarafından serbestçe erişilebilir hale geleceği yönündedir. Nihai hedef, veri setinin tamamını açık erişimli hale getirerek farklı bilimsel disiplinlerdeki araştırmacılar için evrensel erişilebilirliği sağlamaktır.

Özetle bu çalışma; 5.000 antik tarih öncesi insan genomunu içeren büyük bir veri setini kullanarak insanlığın hastalık tarihi, kültürü ve mirası hakkında yeni bilgiler ortaya koyuyor. Bu veri seti, dünyanın farklı yerlerinden araştırmacıların ortaklaşa yaptığı bir proje sonucunda oluşturulmuştur. Araştırmacılar, atalarımızın DNA’sı ile günümüz insan DNA’sı arasındaki ilişkileri inceleyerek hastalıkların kökeni, yayılımı ve etkileri hakkında yeni içgörüler elde etti. Bu çalışma, atalarımızın DNA’sının hastalık araştırmalarında nasıl kullanılabileceğini gösteren dört makale ile Nature dergisinde yayımlandı. Bu makaleler, atalarımızın DNA’sının hastalık araştırmalarında çok yönlü ve hassas bir araç olduğunu kanıtladı. Araştırma sonucunda atalarımızın DNA’sı hakkında daha fazla bilgi edinmek isteyen araştırmacılar için veri setinin açık erişimli hale getirilmesi planlanıyor. Sözü edilen durum vesilesiyle atalarımızın DNA’sı ile ilgili daha fazla bilimsel keşif yapılması mümkün olacak.

Kaynaklar

1. ^{ONLİNE HABER} University of Copenhagen. (2024, January 13). Discoveries gleaned from ancient human DNA. Phys.org. [Phys.org]
2. ^{AKADEMİK DERGİ} Allentoft, M.E., Sikora, M., Refoyo-Martínez, A., et al. (2024). Population genomics of post-glacial western Eurasia. Nature, 625, 301–311. [Nature]
3. ^{AKADEMİK DERGİ} Irving-Pease, E. K., Refoyo-Martínez, A., Barrie, W., et al. (2024). The selection landscape and genetic legacy of ancient Eurasians. Nature, 625, 312–320. [Nature]
4. ^{AKADEMİK DERGİ} Barrie, W., Yang, Y., Irving-Pease, E.K. et al. (2024). Elevated genetic risk for multiple sclerosis emerged in steppe pastoralist populations. Nature, 625(7899), 321–328. [Nature]
5. ^{AKADEMİK DERGİ} Allentoft, M. E., Sikora, M., Fischer, A., et al. (2024). 100 ancient genomes show repeated population turnovers in Neolithic Denmark. Nature, 625(7898), 329–337. [Nature]

Bu sayfadan alıntı yapın: