GERONTOLOJİK BAKIŞ

Epigenetik

PROF. DR. Phil. Habil. İSMAİL TUFAN

Yaşlanma, psikolojik ve sosyal boyutlarından ziyade biyolojik boyutu ile algıladığımız bir olgudur. Yaşlanmayı önce dış görünüşümüzde meydana gelen değişimlerle tanımlarız. Ancak biyolojik açıdan asıl yaşlanma hücrelerde ve genlerde cereyan eden, henüz yeni yeni anlamaya çalıştığımız mekanizmalara bağlıdır. Cambridge Whitehead Biyomedikal Araştırma Enstitüsü’nde gerçekleştirdiği araştırmaların ardından, Almanya’nın Heidelberg Kanser Araştırma Merkezi yöneticisi olan Prof. Dr. Frank Lyko’nun “epigenetik” konusunda aktardığı bilgiler biyolojik yaşlanmayı anlamamız açısından önemli görünmektedir.

Epigenetik, genlerin nasıl düzenlendiği sorusuyla ilgilenen genç bir araştırma alanıdır. Birçok epigenetik araştırma, genlerin düzenlenmesinin yaşlanmaya bağlı olarak değiştiğini gösterdi. Bu konu hakkındaki bilgiler moleküler düzeyde yaşlanma süreçlerinin daha iyi anlaşılmasını sağlıyor. Ayrıca bu bilgiler yaşlanmaya karşı terapi konusunda da yeni bilgiye erişmeyi sağladı. Örneğin yaşlanmaya karşı ilaçlarda.

Yaşlanma birçok değişimle bağlantılıdır. Değişimler organizma bazında değişimleri de kapsar. Organ ve dokulardan hücre ve moleküllere kadar uzanır. Yaşlanan hücre, doku ve organların ortak bir özelliği çevre değişimlerine uyum yeteneğinin azalmasıdır ve “plastizitenin fenotipik değişimi” olarak tanımlanır.

Fenotipik plastizite, hücrelerdeki belirli düzenleyici programlardır. Bunlar genlerde kayıtlı olan enformasyonların nasıl yorumlanacağını ve değerlendirileceğini belirlemektedir. Hücreler açısından bu programlar hayati önem arz eder: Çevrenin durumuna göre ortaya çıkan koşullara ve uyum ihtiyacına göre hücrenin genlerdeki güncelleme ve bunların protein diline tercümesini ifade eder (gen ekspresyonu). Bu nedenle epigenetikçiler için fenotipik plastizitedeki yaşlılığa bağlı azalmayı, yaşlılığa bağlı epigenetik değişikliklerle açıklamak mantıklıdır.

Önemli bir epigenetik mekanizma DNA-metilasyondur. Bu, genetik materyal DNA'nın yapı taşları olan sitozin bazlarının bir metil grubuyla işaretlendiği bir süreçtir. Tüm insan genomunda sitozin bazlarının yaklaşık %4'ü metillenmiştir. Genomdaki metil gruplarının dağılımı, farklı hücre tipleri için çok farklı olabilir. Metil gruplarının tek bir gen içinde veya komşu düzenleyici segmentlerde dağılma şekli de farklıdır. DNA metilasyonunun ilgili dağılım dokusu bu nedenle epigenetik bir program olarak yorumlanabilir.

Bu epigenetik programı daha iyi anlamak için genomun herhangi bir yerinde metil-işaretlerini tespit edebilmek için araştırma yöntemleri gereklidir. Birkaç yıldır tüm genomdaki işaretleri doğru bir şekilde haritalayabilen bir yöntem vardır. Başka bir örnek, aynı anda birkaç yüz bin sitozin bazının metilasyon durumunu görüntüleyebilen tanısal gen çipleridir. Bu, ayrıntılı veri ve model analizine izin verir.

Çalışmalar, belirli gen bölgelerinde metilasyondaki değişikliklerde doğrusal, yaşa bağlı bir artış olduğunu göstermiştir. Bunlar, yaşlanmanın “metilasyon saati” terimi altında özetlenmiştir. Bu saatin hangi işlevi ve anlamı olduğu henüz bilinmiyor.

Prensipte epigenetik değişiklikler geri dönüşümlüdür. Bunun yeni terapötik yaklaşımlar için geniş kapsamlı sonuçları olabilir. Bazı enzimler, epigenetik modellerin hücre neslinden hücre nesline iletilmesinde rol oynar. Diğer enzimler metilasyon dokusunun ince ayarından sorumludur. Önemli enzimler uygun aktif bileşenlerle spesifik olarak inhibe edilebiliyorsa, metilasyonda yaşa bağlı değişiklikler ve buna karşılık gelen epigenetik programlar temelden etkilenebilir. Epigenetik programları etkileyebilecek inhibitörlerin araştırılması son yıllarda önemli bir araştırma alanı haline gelmiştir.

Kaynakça

Lyko, F. (2016). Eine Pille gegen das Altern? Baden-Württemberg Stiftung içinde, 100! Was die Wissenschaft vom Altern weiß (s. 25-28). Stuttgart: Hirzel Verlag.