Yeni bir evrimsel analiz, modern kan ve bağışıklık hücrelerinin, eski tek hücreli atalardan miras kalan 700 milyon yıllık bir mirası koruyor olabileceğini öne sürüyor.
İnsanlardan, dinozorlardan hatta balıklardan çok önce, eski tek hücreli organizmalar vücudun en önemli sistemlerinden biri olan kanın genetik şablonunu zaten taşıyor olabilirlerdi.
Kyoto Üniversitesi’ndeki yeni bir çalışma, kan hücrelerinin kökenlerinin yaklaşık 700 milyon yıl öncesine, ilk çok hücreli hayvanların ortaya çıkmaya başladığı bir döneme kadar uzandığını öne sürüyor. Araştırmacılar, bağışıklık ve kan hücrelerinin evrimsel tarihini türler arasında izleyerek, insan bağışıklık sisteminin bazı kısımlarının, karmaşık yaşam evrimleşmeden çok önce yaşamış mikroskobik atalardan miras kalmış olabileceğine dair kanıtlar buldu.
Günümüzde kan, oksijen taşımaktan çok daha fazlasını yapıyor. Kan hücreleri patojenleri avlıyor, hasarlı dokuları onarıyor, iltihaplanmayı tetikliyor ve bağışıklık savunmasını koordine ediyor. Ancak kan hücrelerinin nasıl işlev gördüğüne dair onlarca yıllık araştırmaya rağmen, bilim insanları daha temel bir soruyu yanıtlamakta zorlanıyor: Bu hücreler ilk etapta nereden geldi?
Araştırma ekibi, bu durumu incelemek için farklı hayvan türleri ve hücre tipleri arasında gen aktivitesini karşılaştıran yeni bir yöntem geliştirdi. Kan hücresi soylarının yüz milyonlarca yıl boyunca nasıl ortaya çıkmış ve çeşitlenmiş olabileceğini gösteren evrimsel soyağaçları oluşturdu. Analizlerine tek hücreli organizmaları da dahil ederek, modern kan hücreleri ile eski tek hücreli yaşam arasındaki genetik bağlantıları araştırma imkanı buldular.
Antik genlerden gelen ipuçları
İncelenen insan kan hücresi soyları arasında makrofajlar, tek hücreli organizmalara en güçlü benzerliği göstermiştir. Bu, en eski kan hücrelerinin makrofajlara benzemiş olabileceğini düşündürmektedir.
Araştırmacılar ayrıca, hayvan türleri genelinde kan hücrelerinde yaygın olarak ifade edilen FOS geninin izini, yaklaşık 700 milyon yıl önce yaşamış tek hücreli bir ataya kadar sürdüler. Bulguları, ilk kan hücrelerinin çok hücreli hayvanların ortaya çıkmaya başladığı dönemle aynı dönemde ortaya çıktığını gösteriyor.
Çalışma, erken dönem hayvanların ilk kan hücrelerini tek hücreli atalarından miras aldıkları genetik materyali yeniden kullanarak oluşturmuş olabileceğini göstermektedir. Analiz ayrıca, mast hücrelerinin daha sonra makrofajlardan ayrıldığını, ardından mast hücrelerinden prototipik T hücrelerinin ve kırmızı kan hücrelerinin ortaya çıktığını öne sürmektedir. Prototipik B hücrelerinin ise mast hücreleri ayrıldıktan sonra makrofajlardan dallandığı görülmektedir.
700 milyon yıllık biyolojik miras
Araştırmacılar, 700 milyon yıllık bir süreçte kan hücrelerinin evrimsel soyağacını yeniden oluşturarak, bu kadim tarihin izlerinin modern kan hücrelerinin gelişim yollarında hâlâ mevcut olduğunu buldular. Çalışma, günümüzde omurgalılarda dolaşan kan ve bağışıklık hücrelerinin, tek hücreli atalardan miras kalan biyolojik bir mirasın parçası olduğunu öne sürüyor.
Ekip lideri Hiroshi Kawamoto, “Çalışmalarımızın doruk noktasını temsil eden ve omurgalı kan hücrelerinin farklılaşma yollarının bu hücrelerin 700 milyon yıllık evrimsel tarihini yansıttığını gösteren bu bulgular beni derinden etkiledi” diyor.
İspanya Evrimsel Biyoloji Enstitüsü’nden çalışmanın baş yazarı Yosuke Nagahata, “Çok uzun zaman öncesinden gelen bu mirasın kan hücreleri olarak vücudumda dolaştığını idrak ettiğimde, uzak atalarımıza daha yakın hissediyorum” diye ekliyor.
Araştırmacılar, bu çalışma için geliştirilen yöntemin, bilim insanlarının kanser gibi hastalıkların evrimsel kökenlerini araştırmalarına da yardımcı olabileceğini, hastalık mekanizmalarının daha iyi anlaşılmasını sağlayabileceğini ve yeni tedavilerin geliştirilmesini destekleyebileceğini söylüyor.
Kaynak: DOI:10.1073/pnas.2528110123
