İnsan genomu hakkındaki kayıtlarımız hala on binlerce 'karanlık' genin eksik olduğunu gösteriyor. Bu, genetik materyalin zor tespit edilen dizileri, kanser ve immünoloji gibi hastalık süreçlerinde yer alan küçük proteinler için kodlama yapabiliyor. Küresel bir araştırmacı konsorsiyumu tarafından doğrulanan bu bulgu, geçmişteki genom büyüklüğü tahminlerinin, 20 yıl önceki İnsan Genomu Projesi'nin keşiflerinden çok daha büyük olmasının nedenini açıklayabilir.
Hala hakem incelemesi bekleyen yeni bir uluslararası çalışma, insan genleri kütüphanemizin çok yönlü bir çalışma olduğunu ortaya koyuyor. Teknolojideki ilerlemelerle daha ince genetik özellikler tespit ediliyor ve keşifler, kayıtlarımızdaki boşlukları ve hataları gün yüzüne çıkarıyor. Önceden 'çöplük DNA' olarak adlandırılan ve protein üretmediği düşünülen DNA bölgelerinde gizlenen bu genler, aslında küçük proteinler için talimat sağlıyor.
95.520 deneyin genetik verileri tarandı
Systems Biology Enstitüsü'nden proteomik uzmanı Eric Deutsch ve meslektaşları, 95.520 deneyin genetik verilerini tarayarak bu gizli genleri keşfettiler. Çalışmalar, küçük proteinleri incelemek için kütle spektrometrisi kullanan araştırmaları ve bağışıklık sistemimizin tespit ettiği protein parçalarının kataloglarını içeriyor.
Bu 'karanlık' genler, genellikle DNA talimatlarını okumaya başlayan uzun ve tanıdık kodların yerine, daha kısa dizilerle başlıyor. Bu nedenle bilim insanları, bu genleri gözden kaçırabiliyor. Başlangıç dizilerindeki eksikliklere rağmen, kanonik olmayan açık okuma çerçevesi (ncORF) genleri, RNA üretmek için hâlâ kullanılıyor ve bazıları sadece birkaç amino asitten oluşan küçük proteinler üretmek için işlev görüyor. Önceki araştırmalar, kanser hücrelerinde yüzlerce küçük proteinin bulunduğunu göstermişti.
Araştırma ekibi, "Bu yeni ncORF proteinlerinin tanımlanması çok önemli. Bu proteinlerin biyomedikal önemi olabilir ve kanser immünoterapisi, hücresel tedaviler ve terapötik aşılar gibi gizli peptitlerin hedeflenmesine yönelik artan ilgiyle kendini gösteriyor" diyor.
Transpozonlar arasında yer alıyorlar
Gizli peptitleri kodlayan genler, genomlarımızda hareket eden transpozonlar arasında yer alıyor, bunlar arasında virüslerin eklediği diziler de bulunuyor. Diğer bazı genler ise anormal olarak tanımlanıyor; örneğin, kütle spektrometrisi verilerinde tespit edilen bazı proteinler yalnızca kanser örneklerinde bulunmuş, bu nedenle bu genlerin vücudumuzda doğal olarak var olmamış olabileceği düşünülüyor.
Deutsch ve meslektaşları, "Ekip olarak, bu ncORF peptitlerinin, kanonik proteomla uyumsuz olan anormal proteinleri temsil etme ihtimalini göz ardı etmiyoruz" diye konuşuyor.
Araştırmacılar, tespit ettikleri 7.264 kanonik olmayan gen setinin en az dörtte birinin protein üretebileceğini buldular. Bu, İnsan Genomu'na eklenmesi gereken 3.000'den fazla yeni peptit kodlayan gen anlamına geliyor. Ekip, daha on binlercesinin bulunduğunu ve bunların önceki proteomik tekniklerle gözden kaçırıldığını düşünüyor.
Ekip tarafından geliştirilen araçlar, diğer araştırmacıların bu 'karanlık' genetik maddeleri daha da keşfetmelerine olanak sağlayacak.