Viral Enfeksiyonlara Karşı Savunma Neandertallerden Miras Kaldı

Neandertaller, yaklaşık 40.000 yıl önce gizemli bir şekilde ortadan kayboldu, ancak yok olmadan önce küresel yayılımlarına daha yeni başlamış diğer insan türleriyle çiftleşmişlerdi. Günümüzde birçok Modern Avrupalı ve Asyalı, bu antik birleşmenin bir sonucu olarak, genomlarında %2 Neandertal DNA’sı taşımakta.

Bilim insanları, Neandertaller ve modern insan arasında yaşanmış çiftleşmenin viral enfeksiyonlara karşı savaşmada bize birtakım genetik araçlar sağladığını ortaya çıkardı. C: Claire Scully

Neandertal DNA’sının bazı parçalarının modern insan popülâsyonlarında diğer türlere kıyasla daha fazla görülmesi bilim insanlarının merakını cezbederek, onları bu DNA yayılımlarının bir tesadüf sonucu gerçekleşip gerçekleşmediği veya gen ortaklığındaki bu sıklığın işlevsel bir avantaj sağlayıp sağlamadığı konusunda bir araştırma yapmaya itti.

Standford Üniversitesi’nden bilim insanları, gen ortaklığının işlevsel bir avantaj yaratma ihtimali üzerine güçlü deliller keşfetti. Standford Üniversitesi Beşeri Bilimler Fakültesi’nden evrimsel biyolog Dmitri Petrov, “Araştırmamız, Neandertal DNA’sının bazı parçalarının modern insanda böylesi sık bir şekilde görülmesinin çok önemli bir nedeni olduğunu gösteriyor. Neandertal genlerinin bize, atalarımızın Afrika’dan çıktıklarında karşılaştıkları virüslere karşı bir korunma mekanizması kazandırmış olması muhtemel” diyor.

(Bağışıklık Sistemimizi Neandertallere ve Denisovalılara Borçluyuz)

Bu iki tür arasında ilk temas gerçekleştiğinde, hali hazırda yüz binlerce yıldır Afrika’nın dışında yaşayan Neandertaller bağışıklık sistemlerine Avrupa ve Asya’daki enfeksiyöz (bulaşıcı) virüslere karşı bir savunma evrimleştirecek kadar zaman tanımışlardı. Afrika’dan yeni göç etmiş atalarımız ise, Neandertallere kıyasla, bu tür virüslere karşı çok daha dayanıksız durumdaydı. Daha önce Petrov’un laboratuvarında çalışmış David Enard, “Kendi adaptif mutasyonlarının gelişmesini beklemektense ki bu gerçekten çok uzun zaman alacaktı, Neandertallerden hali hazırda adapte olmuş genetik savunma sistemini almak modern insanlar için daha mantıklıydı” diyor.

Petrov ve Enard bulgularının iki tür arasındaki gen değiş tokuşuna dair geliştirilen “zehir-panzehir” modeliyle uyumlu olduğunu söylüyor. Bu modele göre, Neandertaller modern insana yalnızca enfeksiyöz virüsleri değil aynı zamanda bu gibi istilacılarla savaşmak için gerekli genetik araçları da miras bıraktı.

Şu an Arizona Üniversitesi’nde doçentlik yapmakta olan Enard, “Modern insanlar ve Neandertaller öylesine ilişkili ki bu virüslerin birinden diğerine atlamış olması işten bile değil. Ancak, bu yakınlık Neandertallerin modern insana söz konusu virüslere karşı bir koruma geçirmiş olabileceği anlamına da geliyor” diyor.

(Neandertal Genleri Cilt Rengi, Ruh Hali ve Sigara Alışkanlığını Etkiliyor)

Bilim insanları, Cell dergisinin online sayısında yayımlanmış yeni çalışmalarında, Neandertallerin bize geçirdiği genetik savunma mekanizmasının RNA virüslerine (genetik materyali RNA olan virüsler) karşı olduğunu gösteriyor.

Kalıcı genler

Bilim insanları elde ettikleri sonuçlara modern insanlarda virüslerle bir şekilde etkileşimde olan 4.500’den fazla geni listeledikten sonra ulaştı. Bu işlemin ardından Enard, elindeki listeyi dizilenmiş Neandertal DNA’sı ayrıca modern insanların ve Neandertallerin paylaştığı genlerin saptanmış 152 parçasını içeren veritabanıyla karşılaştırdı.

Bu grafikte insan genomu evriminin Neandertallerle çiftleşmenin sonrasında viral enfeksiyonlar tarafından nasıl şekillendiği gösteriliyor. C: Enard & Petrov/Cell

Bilim insanları Neandertallerden miras aldığımız 152 genin günümüz HIV, influenza A ve Hepaptit C (RNA virüslerinin tüm türleri) virüsleriyle etkileştiğini gösterdi. Petrov ve Enard, bu noktadan, söz konusu genlerin atlarımızın Afrika’dan çıktıklarında yüz yüze geldikleri antik RNA virüslerine karşı koymasına yardımcı olduğu sonucuna vardı.

Saptanan Neandertal genleri, şaşırtıcı olarak, yalnızca modern Avrupalılarda bulunuyor bu da Neandertaller ve günümüz Asyalılarının antik ataları arasındaki değişimi farklı virüslerin etkilediğini gösteriyor. Enard’ın belirttiğine göre Neandertaller ve modern insan arasındaki çiftleşme tarihöncesi dönem boyunca birçok kez ve birçok yerde meydana geldiği ve her seferinde farklı virüsler işin içine girdiği için bu oldukça mantıklı.

Araştırma sonucunda elde edilen yeni bulgular, Neandertaller ve modern insan arasındaki çiftleşmeye yeni bir bakış açısı sunmakla kalmıyor, aynı zamanda bir türün genomunu derinlemesine incelemenin ve bir zamanlar bu genomu olumsuz etkileyen antik hastalıklara ilişkin deliller bulmanın (söz konusu hastalıklardan sorumlu olan virüsler uzun süre önce ortadan kaybolmuş bile olsa) mümkün olduğunu da gösteriyor. Enard’ın belirttiğine göre bu teknik, RNA-temelli genomları DNA temelli olanlardan daha dayanıksız olan RNA virüsleri için özellikle etkili.

Olayın paleontolojiye benzer olduğunu söyleyen Enard, “Dinozorlara ilişkin ipuçlarını farklı şekillerde bulabilirsiniz. Bazen gerçekten kemikleri keşfedersiniz, bazen de yalnıza fosilleşmiş çamurdaki ayak izlerini. Bizim yöntemimiz de benzer şekilde dolaylı: Hangi genlerin hangi virüslerle etkileştiğini bildiğimiz için antik hastalık salgınlarından sorumlu virüs türlerini saptayabiliyoruz” diyor.

Stanford University. 4 Ekim 2018.

Makale: Enard, D., & Petrov, D. A. (2018). Evidence that RNA viruses drove adaptive introgression between Neanderthals and modern humans. Cell, 175(2), 360-371.