Her biyolog, küçük yapıların bazen büyük bir etkiye sahip olabileceğini bilir. Milyonlarca sinyal molekülü, hormon ve diğer biyomoleküller, hücrelerimizde ve dokularımızda koşuşturur ve vücudumuzda meydana gelen birçok kilit süreçte öncü bir rol oynar. Bir araştırma ekibi, mikro proteinleri sistematik olarak nasıl incelediklerini ve onlardan neler öğrendiklerini anlattı.

Hollanda’daki Max Delbrück Merkezi’nde Profesör Norbert Hübner ve Princess Máxima Pediatrik Onkoloji Merkezi’nde Dr. Sebastiaan van Heesch, Alman Kardiyovasküler Araştırma Merkezi’nde mikro proteinleri sistematik olarak nasıl incelediklerini ve onlardan neler öğrendiklerini anlattı. Araştırma sonuçları Molecular Cell’de yayımlandı.

Araştırma ekibindeki Dr. Jana Schulz, konu ile ilgili olarak şu düşüncelerde bulundu: “Laboratuvar deneylerimiz, genç ve yaşlı proteinlerin birbirine bağlanabileceğini ve bunu yaparken muhtemelen birbirlerini etkileyebileceğini gösterdi. Bu nedenle, uzun süredir devam eden varsayımların aksine, mikro proteinlerin çeşitli hücresel işlevlerde kilit bir rol oynadığını düşünüyoruz. Genç proteinler, nispeten hızlı “yenilikler ve uyarlamalar” sayesinde evrimsel gelişime de yoğun bir şekilde dâhil olabilir.” 

Araştırmacılar, çok daha genç mikro proteinlerin çok daha eski nesillerle etkileşime girebileceğini keşfettiklerinde şaşırdılar. Bu gözlem, 2017 yılında Max Delbrück Merkezi’nde geliştirilen bir biyoteknik tarama yöntemi kullanılarak gerçekleştirilen deneylerden alınmıştı. Mikro proteinler bir zar üzerinde sentezlendi ve daha sonra bir insan hücresinde var olduğu bilinen proteinlerin çoğunu içeren bir çözelti ile inkübe (kuluçkalama) edildi.

Schulz, konu hakkında ise şu görüşlerde bulundu: “Bir mikro protein başka bir proteine ​​​​bağlanırsa bu diğer proteinin işleyişini veya proteinin dâhil olduğu süreçleri etkileyeceği anlamına gelmez.”

Bağlanma yeteneği, proteinlerin birbirlerinin işleyişini etkileyebileceğini düşündürür. Max Delbrück Merkezi’nde Profesörler Michael Gotthardt ve Thomas Willnow ile iş birliği içinde gerçekleştirilen ilk hücresel deneyler bu varsayımı doğrulamakta.

Dr. Jorge Ruiz-Orera, genomumuzda kodlanan bilinen eski proteinlerin aksine, mikroproteinlerin çoğunun “hiç yoktan”, yani daha önce protein üretmekle görevli olmayan DNA bölgelerinden ortaya çıktığını söylüyor. Bu nedenle mikro proteinler, “geleneksel” ve çok daha kolay kopyalanma ve mevcut versiyonlardan türetilme yolunu seçmediler. Bu küçük proteinler sadece insan evrimi sırasında ortaya çıktıklarından, fareler, balıklar ve kuşlar gibi diğer birçok hayvanın hücrelerinde eksikler. Bununla birlikte, bu hayvanların kendi genç, küçük protein koleksiyonlarına sahip oldukları bulunmuş.

“En küçük insan proteinlerini de keşfettiler”

Araştırmacılar, çalışmaları sırasında bugüne kadar tanımlanmış en küçük insan proteinlerini de keşfettiler. Dr. Clara Sandmann, “Hepsi 16 amino asitten küçük olan 200’den fazla süper küçük protein bulduk.” diye ekliyor.

Amino asitler, proteinlerin yegâne yapı taşları olarak bilinir. Sandmann, bunun bir proteinin ne kadar küçük olabileceği daha doğrusu işlevini yerine getirebilmesi için ne kadar büyük olması gerektiği sorusunu gündeme getirdiğini söylüyor. Genellikle proteinler birkaç yüz amino asitten oluşur. Bilim insanları tarafından zaten bilinen küçük proteinler, peptitler olarak bilinir ve hormonlar veya sinyal molekülleri olarak işlev görür. Daha büyük öncü proteinlerden ayrıldıklarında oluşurlar.

Sandmann, konu ile ilgili olarak şu görüşlerde bulundu: “Çalışmamız, benzer boyuttaki peptitlerin farklı bir şekilde gelişebileceğini gösteriyor. Bu küçüğün en küçüğü proteinler aynı zamanda çok spesifik olarak daha büyük proteinlere bağlanabilir; ancak bunların hormon veya benzeri olup olamayacakları belirsizliğini koruyor. Bu mikro proteinlerin çoğunun vücudumuzda ne yaptığını henüz bilmiyoruz.”

Yine de çalışma, moleküllerin neler yapabileceğine dair bir fikir veriyor. Van Heesch, “Bu ilk bulgular çok sayıda yeni araştırma fırsatı sunuyor.” diye sözlerini sonlandırdı. Biyomoleküler ve tıbbi araştırma topluluklarının, bu yeni bulgular konusunda çok hevesli olduğu görülmekte.

Birkaç ABD biyoteknoloji şirketi zaten bu yönde araştırma yapıyor. Bu ekibin ise amacı, 7.000 mikro proteinden çok daha fazlasını içerecek şekilde çalışmalarını genişletmek.

Derleyen: Tuğba Akkesen