Genomik Faktörler İnsanlar Arası Genetik Çeşitliliği Ortaya Koyuyor

6 Ağustos 2015 tarihinde, Science dergisinde yayınlanan bir makaleye göre; etnik olarak farklı bireyler arasında; kopya numarası değişkenleri (CNV) olarak adlandırılan yapısal elemanlara bağlı olarak genetik farklılıklar oldukça fazladır. Tek nükleotid değişkenleri (SNV) gibi diğer genomik özelliklerle kıyasladığımızda; CNV dizilimini belirleme işlemi daha zor olduğundan, bu değişkenler daha öncesinde çok fazla ayrıntılı bir şekilde incelenmemiştir. Seattle’da, Washington Üniversitesinde Genetik bilimci olarak çalışmalarına devam eden Evan Eichler ve meslektaşlarından oluşan uluslarası bir ekip; dünya çapında 125 farklı insan topluluğunu içeren bir çalışma grubunda hem SNV hem de CNV üzerinde bir analiz yaparak, 236 insanın genomlarını inceledi.

Eichler;TheScientist dergisine verdiği röportajda şunları söyledi: ” Verebileceğimiz en net mesaj şudur; İnsanlar arası genetik farklılıkların, önceden kavramış olduğumuzdan daha fazlasını ortaya çıkarabilmek için çalışmalarımıza devam edeceğiz.”

Los Angeles, California Üniversitesinde insan genetik farklılıklarını inceleyen ve araştırma ekibinde yer almayan Kirk Lohmueller: ”Dünya çapında insan topluluklarındaki CNV incelenmesi oldukça heyecan verici olup, daha önce gerçekleştirdiğimiz çalışmalardan çok daha iyi bir ayrıştırma gerçekleştirilmiştir. ”

Delesyonlar1 ya da duplikasyonlar2olarak sınıflanan, CNV kopya dizinlerinde oldukça fazla farklılık gösteren genomik lokuslardır3 ve sıklıkla, çok fazla tekrarlayan dizin bölgelerinde bulunmaktadır. Bu konumları;CNV diziliminin belirlenmesini, SNV diziliminin belirlenmesine göre daha güç bir hale getirmektedir. Bu zamana kadar, İnsan Genom Projesi (Human Genome Project) ve 1.000 Genom Projesi (1,000 Genomes Project) de dahil olmak üzere, insan genom projelerinin büyük bir kısmı CNV ve SNVdelesyonlarına odaklandı. Teknolojik kısıtlamalar nedeniyle, bu araştırmalar, CNVduplikasyonlarını büyük ölçüde göz ardı etti.

En son çalışmalarda, ortanca CNV’nin 7.396 baz çiftinden oluştuğu görüldü.
Stanford Tıp Fakültesinde genetik bilimci olarak çalışan ve araştırma grubunda bulunmayan Alexander Urban: ” Burada araştırmacılar, 1.000 Genom Projesi’nde yapılan dizin sıralaması çalışmasından yaklaşık 10 kat daha detaylı bir şekilde, her bir genom dizisini belirlemek için olağanüstü bir çaba harcıyorlar.Genomik veri oluşturmada oldukça büyük bir başarı.”

Araştırmacılar; yaklaşık 200.000 yaşındaki insan atalarının genom dizilimini veri kümeleri sayesinde yeniden sıralayabilme ve şempanze-orangutan örnek genom dizilimleri ile kıyaslayabilme olanağı buldu. Bu karşılaştırma analizinde; insan atalarının genom diziliminde, günümüz insan genom örneklerinde bulunmayan, en az 40 milyon baz çiftini içeren fazladan DNA dizinleri bulundu. Bu DNA dizinlerinin bir kısmı, günümüz Afrika topluluklarının birkaçının genomlarında korunmuş olup, insanoğlunun Afrika’dan uzaklara göç etmesi ile bu ilave DNA dizinlerinin kaybolduğu düşüncesini oluşturmuştur.

Eichlerve arkadaşları, günümüz insan genomu ile ikisi soyu tükenmiş Neandertal ve Denisova türleri olmak üzere, üç prehistorik insan türünün daha genomlarını da karşılaştırdılar. Araştırmacılar; CNV’nin, SNV’ye göre yedi kat daha fazla genetik çeşitlilik oluşturduğunu buldular.

Eichler: ” CNV’ye dair çok az kanıt bulunsa da; iki farklı birey arasında değişiklik gösteren birkaç baz çifti,büyük oranda CNV dizilimleri ile belirlenmektedir, özellikle de duplikasyon bölgelerinde. CNV ve SNV arasındaki bu farklılığın; insan genetik çeşitliliklerini kavrayabilmek amacıyla yeni dizin belirleme yöntemleri kullandıkça, daha geniş bir alana yayılacağı tahmin edilmektedir.”

Büyük genetik çeşitliliğin temel kaynağını; özellikle CNVduplikasyonları oluşturmaktadır. Bu duplikasyonlar, tüm topluluklar üzerinde CNV delesyonlarına göre dört kat daha fazla genleri etkileme olasılığına sahiptir. Bu tablo; duplikasyonların ve delesyonlarınseçilimininevrim boyunca farklılık gösterdiği düşüncesini oluşturmuştur. Ayrıca, araştırmacılar; Afrika’lı olmayan insanların genomları arasındaki genomik farklılıklarda da CNV’lerin çok büyük bir etkisi olduğunu tespit ettiler.  Eichler’in bu sürece yönelik sözleri: ”Afrika’yı terk eden atalarımızın genomları; son 80.000 yılda, SNV’ye nazaran, CNV sayesinde daha fazla yeniden yapılanma gösterdi.

İlerleyen zamanlarda, Eichler ve ekibi, günümüz insan topluluklarındaki olumlu ve olumsuz seleksiyonları değerlendirmede ve hastalık riskleri ile olan bağlantılarını belirlemede, spesifik CNV lokuslarınıtespit etmeyi hedeflemektedir.

Lohmueller; ”Araştırma; değişik genomik faktörlerin nasıl etkilenmiş olabileceği hakkında ipuçları veriyor; ancak öğrenecek daha çok şey var. Bu yolda atılmış çok büyük bir adım; ancak bu; genomlarımızdaki hangi CNV’nin etkisiz ya da zararlı olduğunu kavrama yolculuğumuzun son aşaması değil. ”


1Delesyon: Bir kromozomun bir parçasının kopup, kaybolması.

2-Duplikasyon:bir kromozomun bir parçasının o kromozom üzerinde iki veya daha fazla sayıda tekrarının görülmesi.

3-Genomik Lokus:
Genomların kromozom üzerinde bulunduğu yer.

 

Çeviri: Seda Sezer

Kaynak: http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/43693/title/Genomic-Elements-Reveal-Human-Diversity/

P.H. Sudmant et al., “Global diversity, populationstratification, andselection of humancopynumbervariation,” Science, doi:10.1126/science.aab3761, 2015.

Leave a Reply