Hayali hücrelerde Chinmo’nun olmaması, kontrol kanadı öncü dokusuna (ortada) kıyasla kanat büyümesini baskılar (solda), öte yandan Chinmo geninin aşırı ekspresyonu, proses tümörlerinde olduğu gibi (sağda) doku aşırı büyümesine neden olur. Kredi: IBE
Araştırmacılar, böceklerde gençlik evresinden sorumlu gen olan Chimno’yu keşfettiler. Bu gen, memelilerde bulunur ve kanserli süreçlerde önemli bir rol oynayabilir.
eLife dergisinde yayınlanan ve Institute for Evolutionary Biology (IBE, CSIC-UPF) tarafından yönetilen çalışma ve IRB Barcelona, Chinmo geninin böceklerde gençlik aşamasını oluşturmaktan sorumlu olduğunu ortaya çıkardı. Br-C ve E93 genlerinin böcek olgunluğunda düzenleyici bir rol oynadığını da doğrulamaktadır. İnsanlarda da bulunan bu genler, kanserli süreçlerin sırasıyla promotör ve baskılayıcı görevi görür.
Meyve sineği Drosophila melanogaster ve hamam böceği ile yapılan araştırmanın sonuçları Blatella germanica, bu genlerin böceklerin evrimi boyunca korunduğunu ortaya koymaktadır. Bu nedenle metamorfozun evriminde önemli bir rol oynayabileceklerine inanılıyor.
Chinmo, Br-C ve E93 genleri, böceklerde biyolojik saatin elleridir
Böceklerde sinekler gibi tam bir başkalaşım geçirenler, şu üç gelişim aşamasından geçerler: yumurtanın içinde oluşan embriyo; birkaç aşamada büyüyen larva (gençlik aşaması); ve başkalaşımı ve yetişkin organizmanın oluşumunu kapsayan aşama olan pupa.
Önceki araştırmalar, böceklerde Br-C geninin pupa oluşumunu belirlediğini keşfetmişti. 2019’da, bu çalışmayı yürüten aynı IBE ekibi, E93’ün böceklerde başkalaşımı tamamlama ve yetişkini oluşturan dokuların olgunlaşmasını başlatma şeklindeki temel işlevini açıkladı.
Bununla birlikte, yavruları belirlemekten sorumlu olan gen, aşama şu ana kadar bilinmiyordu. Bu çalışma, artık Chimno geninin böceklerde bu aşamanın ana habercisi olduğunu belirlemiştir.
Sinekler pupa aşamasındadır. Kredi: IBE
Bilim adamları, Drosophila örneklerinde Chinmo genini silerek, bu böceklerin gençlik aşamasını tamamlamadan pupa aşamasına ilerlediğini ve erken yetişkin aşamasına geçtiklerini gözlemlediler. Dolayısıyla bu bulgular, Chinmo’nun yavru gelişimi için gerekli olduğunu doğrulamaktadır.
“Chinmo’nun, hücreleri farklılaşmamış halde tutarak Drosophila’nın gençlik aşamasında doku büyümesini desteklediğini keşfettik. Bu nedenle, Chinmo eksprese edilirken, gen yetişkin dokularını oluşturmaktan sorumlu olan genlerin eylemini baskıladığı için hücreler farklılaşamaz” diyor. 4}
Dolayısıyla çalışma, Drosophila’nın gençlikten pupa aşamasına ilerlemesi ve metamorfozu başarılı bir şekilde gerçekleştirmesi için Chinmo geninin etkisizleştirilmesi gerektiği sonucuna varıyor. Aynı şekilde, üç genin, yani Chinmo, Br-C ve E93’ün sırasıyla larva, pupa ve yetişkinlik aşamalarındaki ardışık etkisinin, yetişkin organizmayı oluşturan farklı organların oluşumunu koordine ettiğini doğrular.{4 }
Büyümeyi düzenleyici genler, kanserli süreçlerde önemli bir rol oynar
Chinmo ve Br-C, geniş BTB-ZF transkripsiyon faktörleri ailesine aittir; bunlar, kanserde yer alan ve insanlarda da bulunan proteinlerdir. Önceki çalışmalar Chinmo’nun kanserin öncüsü olduğunu göstermiş olsa da, Br-C ve E93’ün bu hastalıktaki rolü şimdiye kadar bilinmiyordu.
“Hücre büyümesinin moleküler işleyişini anlamak, kanser süreçlerini daha iyi kavramaya yardımcı olabilir. . Sağlıklı hücreler büyür, farklılaşır ve olgunlaşır. Buna karşılık, kanser hücreleri kontrolsüz bir şekilde büyür, farklılaşmaz ve olgunlaşamaz. Bu nedenle, Chinmo, Br-C ve E93’ün rolünü belirlemek, gelecekteki klinik araştırmaların anahtarı olabilir,” diyor IRB Barcelona araştırmacısı ve çalışmanın ortak yazarı Dr. Jordi Casanova.
Çalışma gösteriyor ki Chinmo, doku büyümesini teşvik ettiği ve farklılaşmayı önlediği için onkojenik bir öncü iken, C-Br ve E93, doku olgunlaşmasını etkinleştirerek tümör baskılayıcı görevi görür.
Chinmo, metamorfozun nasıl geliştiğini ortaya koyuyor
Tam metamorfoz kelebek ve sinek gibi böcekler, hamamböceği gibi çok daha basit bir başkalaşım geçiren böceklerin evrimi sırasında kademeli olarak ortaya çıkan evrimsel bir yeniliktir. Araştırmacılar, bu kademeli sürecin nasıl gerçekleştiğini anlamak için hamamböceklerinde Chinmo, Br-C ve E93’ün işlevini analiz ettiler.
“Bu genlerin işlevini farklı böcek türlerinde incelemek, nasıl olduğunu gözlemlememizi sağlıyor. evrim çalışır. Chinmo işlevinin, sinekler ve hamamböcekleri gibi evrimsel olarak ayrılmış böceklerde korunduğu gözlemi, metamorfozların nasıl ortaya çıktığına dair bize ipuçları veriyor.” 4}
Çalışmanın sonuçları, Chinmo ve E93’ün hamamböceği gibi daha bazal böceklerdeki düzenleyici etkisinin, genç formdan yetişkin forma geçişi belirlemek için yeterli olduğunu göstermektedir. Bununla birlikte, Br-C geninin dahil edilmesi, pupaların gelişmesine ve sinekler gibi böceklerde yeni bir pupa aşaması yoluyla tam metamorfozun ortaya çıkmasına olanak sağlamıştır.
Referans: “BTB-çinko parmağının antagonistik rolü jüvenil/pupa geçişinde ve büyüme kontrolünde transkripsiyon faktörleri chinmo ve geniş kompleks”, yazan Sílvia Chafino, Panagiotis Giannios, Jordi Casanova, David Martin ve Xavier Franch-Marro, 28 Nisan 2023, eLife.
DOI: 10.7554/eLife.84648