İnsandan çok Neandertaliz

Neandertaller ve insanlar binlerce yıl önce çiftleştiler. Onların mirası bugün içimizde yaşıyor.

Emily Cooke

Çeviren: Emine Öykü Güner

Grup, Afrika ve Orta Doğu’yu geçerek, sonunda yeni kıtanın loş ormanlarına ulaşana kadar binlerce kilometre yol kat etmişti. Onlar, modern insan kabilemizin uzun zaman önce ortadan kaybolmuş olan üyeleriydi. Hatta Avrupa’ya giren ilk Homo sapiensler arasındaydılar ve orada muhtemelen uzak kuzenleri olan Neandertallerle karşılaştılar. Modern insan akrabalarından oluşan bu küçük grupların düşük yapılı kaşları, büyük kafaları ve bodur vücutları vardı. Uzun dönemler boyunca Avrupa’nın soğuk iklimine alışabilmek için değişim geçirmişlerdi. Binlerce yıl boyunca çeşitli yerlerde bu iki insanlık türü birbiriyle buluştu, karıştı ve çiftleşti.

Bu antik karşılaşmalar on binlerce yıl sonra, yani bugün hayatta olan milyarlarca insanın genetik kodunda izlerini bıraktı. Kalıcı olan bu genler, görünüşümüzden hastalık riskimize kadar bizi pek çok açıdan hala etkiliyor.

Princeton Üniversitesi’nde bütünleştirici genomik profesörü Joshua Akey, ”Genomumuzun bazı yerlerinde insandan çok Neandertaliz. Onlar bizim en yakın insan akrabalarımızdı ve bu genler de onların mirası.” diyor.

İlk Karşılaşma

75.000 yıl önce (ancak muhtemelen 250.000 yıl öncesine kadar) modern Avrasyalıların çoğunun ataları ilk olarak Afrika’dan çıkıp Avrasya’ya girme cesaretini gösterdi. Burada modern insanla en son yüz binlerce yıl önce ortak atayı paylaşan ve o zamandan bu yana bu kıtalarda yaşayan Neandertallerle modern insan karşı karşıya geldi. Pek çok farklı durumda binlerce yıl boyunca gruplar kendi aralarında çiftleşti.

Kaliforniya Üniversitesinde bilgisayar bilimi, insan genetiği ve hesaplamalı tıp profesörü olan Sriram Sankararaman yaptığı açıklamada, modern insanların başlangıçta tüm kromozomları Neandertallerden miras aldığını söyledi. Ancak nesilden nesile, genetik rekombinasyon (genetik materyaller arasında fiziksel olarak genetik moleküllerin değiştirilmesi olayıdır) olarak bilinen bir süreç aracılığıyla bu DNA parçalandı ve genler birbirine karıştı.

Neandertal DNA’sı modern insanlar için genel olarak zararlıydı. Bu da onun evrim yoluyla modern insanın DNA’sından hızlı bir şekilde ayıklandığı anlamına geliyor. Sankararaman, bunun “Neandertal DNA’sının çöllerine” veya modern insan genomunun geniş bölgelerinin “bu DNA’dan yoksun olmasına” yol açtığını söylüyor. Örneğin bilim insanları erkeklerdeki Y kromozomunun herhangi bir Neandertal geni içermediğini düşünüyor. Neandertal’in Y kromozomundaki genler diğer insan genleriyle uyumsuz olabilir veya genetik sürüklenme (gen varyantlarının tamamen yok olmasına ve böylece genetik çeşitliliğin azalmasına neden olabilir) olarak bilinen bir süreç ile rastgele de kaybolmuş olabilir.

Ancak bazı Neandertal DNA’larının, modern insanların hayatta kalmasına ve çoğalmasına yardımcı olduğu görülüyor. İşte bu sebepten ötürü Neandertal DNA’ları da genomlarımızda yer aldı. Günümüzde Neandertal DNA’sı, Afrika dışındaki insanların genomlarının ortalama %2’sini kaplıyor. Ancak, faydalı özellikleri kodlayan Neandertal DNA’sının sıklığının, genomun bazı bölgelerinde %80’e kadar çıkabileceği tahmin ediliyor.

Fiziksel Görünüşümüz

Birçok insanda Neandertallerin mirasını açıkça gösteren bir özellik var: ten rengi.

Ten rengini etkileyen, kromozom 9 (22 çift otozomal insan kromozomlarından 9. olanıdır.) üzerinde bulunan bir Neandertal gen varyantı bugün Avrupalıların %70’i tarafından taşınmaktadır.

Doğu Asyalıların çoğunda bulunan bir başka Neandertal gen varyantı ise, melanin adı verilen koyu bir pigment aracılığıyla cildi ultraviyole radyasyona karşı koruyan keratinositleri (derinin en dış katmanı epidermiste bulunan temel hücre tipidir) düzenlemektedir.

Aynı zamanda Neandertal gen varyantları, modern insanlarda daha yüksek güneş yanığı riskiyle de ilişkilidir. Benzer şekilde, Avrupalıların yaklaşık %66’sı, çocuklukta güneş yanığı riskinin artmasıyla ve bronzlaşma yeteneğinin zayıf olmasıyla bağlantılı olan bir Neandertal aleli (alel, belirli bir özelliği belirleyen bir genin alternatif hallerinden her biridir.) taşıyor.

Neandertaller bin yılı daha yüksek enlemlerde ve D vitamini üretimi için gerekli olan doğrudan güneş ışığına daha az maruz kalarak geçirmişlerdi. Bu nedenle, Vanderbilt Üniversitesi’nden evrimsel genetikçi John Capra Neandertaller’in bu durumunun saç ve cilt biyolojisinde yarattığı değişiklikleri kast ederek: “Modern insanların sağlıklı olmak için yeterli D vitamini üretmeye devam ederken daha düşük güneş ışığından hızlı bir biçimde yararlanmasına olanak tanımış olabilir.” dedi.

Huerta-Sanchez, “Melezleme ile ilgili harika şeylerden biri, yeni faydalı mutasyonların ortaya çıkmasını beklemek yerine, ki bu gerçekten yavaş bir süreçtir, bir kerede bir ton genetik varyasyon sunmanızdır” dedi.

Ayrıca atalarımız Avrasya’nın soğuk havasına uyum sağlamak zorunda kaldı. Bunu gerçekleştirebilmek adına yüz şeklini etkileyen Neandertal genlerini edinmiş olabilirler. 2023 yılında yapılan bir araştırmada bilim insanları, modern insanların uzun burun genlerini Neandertallerden miras aldığını keşfetti. Londra Üniversitesinde kıdemli araştırma yazarı ve istatistik genetikçisi Kaustubh Adhikari, daha uzun bir burnun, akciğerlere ulaşmadan önce burunda daha fazla soğuk havanın vücut sıcaklığına kadar ısıtılmasına imkan verebileceğini öne sürdü.

Hücrelerimizin Çalışmasını Sağlayan Saat

Neandertal DNA’sının, Homo sapiens’in kuzey enlemlerindeki gece ve gündüz uzunluğundaki büyük farklılıklara uyum sağlamasına da yardımcı olmuş olabilir.

Kalıcı Neandertal genleri, vücut ısısı ve metabolizma gibi iç süreçleri düzenleyen sirkadiyen saatimizi (bu saat, bir organizmanın 24 saatlik bir döngüde deneyimlediği fiziksel, zihinsel ve davranışsal değişikliklerdir) etkiliyor. Capra ve meslektaşları, güne erken saatlerde kalkarak başlayan kişilerin günlük saat genleri için Neandertallere teşekkür etmesi gerektiğini ifade etti.

Capra, bu durumun atalarımızın ekvatordan uzakta yer alan daha kısa kış günlerine de uyum sağlamasına yardımcı olabileceğini söyledi.

Capra, “Önemli olan sabah insanı olmak değil gibi görünüyor. Bu, saatinizin esasen ne kadar esnek olduğunun ve mevsimlerle birlikte aydınlık-karanlık döngülerindeki değişime ne kadar uyum sağlayabildiğinin bir işaretidir” dedi.

İç Savunma Mekanizmamız

Güçlü bir şekilde korunan Neandertal genlerinin çoğu bağışıklık fonksiyonuna bağlıdır. Homo sapiens Avrupa’ya ulaştığında Neandertaller yüz binlerce yılını Avrasya’ya özgü enfeksiyonlarla savaşarak geçirmişti. Modern insanlar, Neandertallerle çiftleşerek enfeksiyonla savaşan genlerin anında aşılanmasını mümkün kıldı.

David Enard, “Neandertallerin uzun süredir birlikte yaşadığı patojenlere karşı zaten adapte olmuş olan DNA’sı vardı. Bu DNA’sının özellikle de bağışık olan parçaları, modern insan popülasyonlarında doğal seçilimle beraber  frekansta artmaya başladı.” dedi.

Eski insanları hasta eden, atalardan kalma patojenlerin birçoğu zamanla kaybolmuş olsa da onlarla savaşmaya yardımcı olan Neandertal genlerinin bir kısmı hâlâ modern patojenlere karşı savaşmak için çalışıyor. Örneğin, Enard ve bir meslektaşının 2018 yılında yaptığı bir araştırma, modern insanların bugün influenza (grip), HIV ve hepatit C’yi de içeren RNA virüsleriyle savaşmalarına yardımcı olan DNA’yı Neandertalden miras aldığını ortaya çıkardı.

Neandertal DNA’sının Karanlık Tarafı

Bir zamanlar atalarımıza yardımcı olan bazı Neandertal genleri, modern dünyada zararlı olabilir.

Çoğunlukla, Neandertal genleri beyinde güçlü bir şekilde ifade edilmiyor. Bu durum da onların evrim sırasında güçlü bir şekilde seçilip seçilmediğine işaret ediyor. Neandertal genleri, depresyon gibi duygu durum bozukluklarıyla ve insanların nikotin bağımlısı olma olasılığını artıran beyin sinyal yollarıyla bağlantılıdır.

Neandertallerden gelen bağışıklık desteğinin bile bir dezavantajı olabilir. 2016 yılında bilim insanları, bağışıklık sistemini patojenlerle savaşmaya hazırlayan Neandertal genlerinin aynı zamanda insanları alerjik hastalıklara yatkın hale getirebileceğini keşfetti. Ayrıca Neandertal genleri, aşırı aktif tiroidin neden olduğu Graves hastalığı gibi otoimmün hastalıkların gelişme riskinin daha yüksek olmasıyla ilişkilendirilmiştir. Ayrıca eklemleri iltihaplandıran romatoid artrit, hatta bir veya daha fazla parmağın büküldüğü veya donduğu “Viking hastalığı” ile de ilişkilendirilmiştir.

En ilginç noktalardan biri ise bir Neandertal gen varyantı, ciddi bir COVID-19 vakasına yakalanma olasılığımızı artırmış olabilir. Kromozom 3’te (22 çift otozomal insan kromozomlarından 3. olanıdır) bulunan bu varyant, Güney Asyalıların yarısında ve Avrupalıların altıda birinde bulunuyor. Ancak Avrasya ve Amerika’daki insanların yarısına yakını tarafından taşınan diğer Neandertal genleri, şiddetli COVID-19 riskinin azalmasıyla ilişkili olduğundan,  ortaya karışık bir tablo çıkmaktadır.

Capra, “Maalesef ki Neandertal DNA’nızı tam anlamıyla suçlayabileceğiniz hiçbir hastalık ya da genel olarak bir özellik söyleyemeyiz.” dedi.

Bu durum ancak, düzinelerce veya yüzlerce genin ve sayısız çevresel faktörün hastalık riskinizi etkilediği kalp hastalığı ve kanser gibi en büyük sağlık rahatsızlıklarından bazıları için geçerlidir.

Önümüzde Ne Var

Uzun zamandır kayıp olan bu insanların izleri genomlarımızda ne kadar süre kalacak? Yüz binlerce yıl boyunca bu Neandertal parçalarının bir kısmı yavaş yavaş genomlarımızdan silinecek. Akey, bu silinmenin sağlam bir şekilde yerleşik hale geleceğini söyledi.

Bu arada Neandertallerin üzerimizde nasıl iz bıraktığına dair öğrenilecek daha çok şey var.

Akey, CRISPR ve gen düzenleme gibi yeni genomik teknolojilerden yararlanabilmek, Neandertal dizilerinin insan özelliklerine ve hastalıklarına nasıl katkıda bulunduğunun altında yatan gerçek biyolojinin anlaşılmasında önemli bir rol oynayacaktır.” dedi. Bu genlerin gerçekte ne yaptığını çözmenin, gerekli durumlara yönelik tedavilerin geliştirilmesine de yardımcı olabileceğini söyledi.

Gen akışı tek yönlü değildir. Hal böyle olunca bilim insanları modern insan DNA’sının Neandertalleri nasıl etkilemiş olabileceğini de belirlemeye çalışıyor. Ayrıca uzun süredir kayıp olan kuzenlerimizin neye benzeyip nasıl göründüklerine dair daha ayrıntılı bir resim oluşturabilmek için antik genomlara yapay zeka yöntemlerini uyguluyor.

Neandertal DNA’sının genomlarımızdaki rolünü anlamak, sağlığımızı anlamamıza yardımcı olmaktan çok daha fazlasını sağlar. Sankararaman, miras olan bu DNA parçalarının bizi eşsiz kılanın ne olduğuna dair ipuçları sağlayabileceğini söyledi.

Atalarımız yeni ortamlara taşınırken Sankararaman, “Neandertal DNA’sı tarihimizin önemli bir döneminde genomlarımıza girdi. Bu DNA parçalarının kaderine bakarak, genomumuzda işlevsel olarak önemli bölgelerin bu zaman diliminde neler olduğunu anlamayı umut edebiliriz” dedi.

Kaynak:

https://www.livescience.com/health/genetics/more-neanderthal-than-human-how-your-health-may-depend-on-dna-from-our-long-lost-ancestors (son erişim tarihi: 16.08.2024).