Çoğu özelliğimiz daha doğmadan önce anne ve babamızdan aldığımız genlerimizle belirlenmiş olur. Görünüşümüzden yatkın olduğumuz hastalıklara, hatta bazı davranışsal özelliklerimize kadar genetiğimiz söz sahibidir. Peki, her şey genlerimizin kontrolünde mi veya bir gene sahip olmamız, o genin getirdiği kaderi kesinlikle yaşayacağımız anlamına mı geliyor? İşte bu noktada biyolojinin ‘’Epigenetik’’ adı verilen bir alt dalı ile karşılaşıyoruz. Böylesine bir konuyu uzmanından dinleyebilmek için Türkiye’nin bu alanda önde gelen isimlerinden, ‘’Genlerden Davranışlara Epigenetik’’ kitabının yazarı, Marmara Üniversitesi, Diş Hekimliği Fakültesi Dekanı ve GazeteBilim Yayın Kurulu Üyesi Sayın Prof. Dr. Korkut Ulucan Hocamız ile röportaj yaptık.
Prof. Dr. Korkut Ulucan
Röportaj: Beyza Şentürk
Sayın Korkut Hocam, röportajımıza vakit ayırdığınız için çok teşekkür ederiz. Dilerseniz sorularımıza geçmek istiyorum.
Epigenetik nedir? Epigenetik ve genetiğin farkı nedir?
Epigenetik, genlerin farklı koşullar altında farklı çalışmasını inceleyen bilimdir. Genlerimizin ifadesi, yani genlerimizin ürün üretmesi, hangi şartlar altında olur ve bu şartları etkileyen faktörleri inceleyen bilimdir epigenetik. Örneğin besinlerin içindeki bir molekül bizlerde bazı genlerin daha hızlı çalışmasına, bazı genlerinde çalışmasının yavaşlamasına neden olur, işte bu molekül epigenetik faktördür. Genetik ise direkt genleri, onların çalışmalarını, bir jenerasyondan diğerine geçişini, olası varyasyonları inceleyen bilimdir. Genetik, genlerin yapısını ve olası değişiklikleri inceler. Epigenetik ise genlerin çalışma koşullarını inceler. Yani özetle bir gendeki yapısal değişimleri genetik, bir genin çalışma hızını veya çalışıp çalışmamasını epigenetik inceler.
Genetik, genlerin yapısını ve olası değişiklikleri inceler. Epigenetik ise genlerin çalışma koşullarını inceler.
Epigenetik hangi faktörlerden etkilenir?
Aslında epigenetik çalışmaların ana unsuru epigenetik değişime neden olan faktörlerdir. Örneğin uyku metabolizmasını sirkadyen ritmimiz kontrol eder. Uyku metabolizmasında ışık, kilit rol oynar. Çünkü karanlık faza geçtiğimizde hipotalamustaki özel hücreler hipofiz bezini uyarır ve melatonin salgılanır. İşte burada ışığın olmaması epigenetik değişime neden olur ve bu metabolizmada ışık, epigenetik bir faktördür. Adenozin metabolizmasını örnek vermek gerekirse adenozin molekülleri özellikle orta beyin hücrelerinde etkisini göstererek bizim uyku haline geçmemize neden olur. Kahve ile aldığımız kafein burada bu metabolizmayı inhibe eder ve uyku haline geçişimiz gecikir. Bu metabolizmada da kafein epigenetik faktördür. O yüzden herhangi bir hücresel metabolizmada hangi genler farklı faktörlerden etkileniyorsa o faktörler, o metabolizma için epigenetik faktör olarak adlandırılır.
Epigenetik mekanizmalar canlıya nasıl bir avantaj sağlar?
İnsan genom projesi sonuçları ilk açıklandığında beklenenden daha az bir gen sayısı ile karşılaştık. Ama genlerin çalışmalarınında beklenenden daha organize olduğunu gördük. Epigenetiğin bu anlamdaki en büyük katkılarından biri az sayıda genle hücresel metabolizmanın kontrol edilmesi diyebiliriz. Aynı zamanda genlerin gereksiz çalışarak oluşacak olan son ürününde kontrollü bir şekilde düzenlenmesi epigenetik mekanizmaların sayesinde gerçekleşir. Hücreler enerji ve verim üzerine dizayn edilmişlerdir ve genomik enerji tasarrufu epigenetik düzenlenmeler ile sağlanır. Epigenetik t-yaklaşım genomumuzun daha verimli çalışmasını sağlar.
Epigenetiğin bu anlamdaki en büyük katkılarından biri az sayıda genle hücresel metabolizmanın kontrol edilmesi diyebiliriz.
Epigenetik değişiklikler ebeveynlerden çocuğa aktarılır mı? Aktarılıyorsa, bu aktarımın belirli bir mekanizması veya eğilimi var mı?
Epigenetik kalıtım hakkında bazı hipotezler bulunmaktadır. Tabii epigenetik mekanizmalar farklılık gösteriyor ve bu faktörlerin kalıtsallığı hakkında elimizde bazı ip uçları bulunmaktadır. Hatta ilk başlarda epigenetik kalıtımın yaklaşık 5 bölünme boyunca aktarılabildiği ile ilgili inanış vardı. Ancak anne karnında bazı edinilen epigenetik ile ilgili metabolizmaların yaşamın ilerleyen dönemlerinde kendisini göstermesi epigenetik mekanizmaların kalıtılabilmesi ile bizlere pozitif bilgiler sunuyor. Ancak bu aktarımın nasıl olduğu ile ilgili kanıtlar bazı metabolizmalar için verebilse de genel bir yaklaşım yapmak zor.
Yaşanılan travmatik olayların veya açlık gibi deneyimlerin etkileri epigenetik mekanizmalar aracılığıyla sonraki nesillere aktarılabilir mi?
Bu konuya verebileceğimiz en net örnek gebelik sırasında daha stresli ortamlarda bulunan kadınlardan doğan bireyler, gerek çocukluk gerekse ergenlik zamanlarında stres içeren durumlara aynı ortamda bulunmayan annelerden doğan bireylere kıyasla daha şiddetli tepkiler oluşturmuşlar. Bu da bizlere anne karnında (intrauterin yaşam) annenin gösterdiği bazı anksiyete durumlarının bir şekilde çocukta da gözükebildiğini gösteriyor. Veya çocukluk zamanında başımızdan geçen bazı kötü olayların, travmaların bizlerde bilinçli veya bilinçsiz yerleşmesinde de epigenetik mekanizmaların olduğı biliniyor.
Bu da bizlere anne karnında (intrauterin yaşam) annenin gösterdiği bazı anksiyete durumlarının bir şekilde çocukta da gözükebildiğini gösteriyor.
İkinci önemli örnekse dünya savaşı sırasında Nazilerin Hollandaya yaptığı ambargo örneği verilebilir. Ambargo sırasında bazı önemli besin maddelerinin erişimi kısıtlanmış, hatta margarin ağırlıklı beslenmek zorunda kalmış Hollandalılar. O dönemde gebe olan annelerden doğan çocuklarda ve onlarında çocuklarında çocukluk obezitesi başta olmak üzere obezite ve bazı psikiyatrik hastalıkların arttığı gözlemlenmiş. Hatta kardiyovasküler rahatsızlıklarda bu çocuklar erişkinliğe geldiğinde sık görülmüş. İlginç olarakta o dönemin sonunda dünyanın en uzun boylu olma özelliklerini Danimarkalılara kaptırmışlar, ancak ambargo kalkıp tekrardan uygun beslenme programlarına başladıklarında tekrar dünyanın en uzun popülasyonu özelliklerini geri almışlar.
Duygularımız, epigenetik mekanizmalarımızı etkiler mi? Kanser gibi hastalıklarda hastanın moralini yüksek tutması hastalığın yenilmesinde etkili olur mu?
Beyin dinamiğini, beynimizdeki nörotransmiter trafiğini ve nöronlar arası etkileşimleri anladıkça beynimizin gizemini ve dolayısı ile hafıza gibi, duygu durum sistemi gibi birçok psikolojik durumu da daha iyi anlamaya başladık. Tabii psikolojinin ve stres yönetiminin bağışıklık sistemi üzerine olan etkisi uzun zamandır biliniyor. Tabii bu etkinin sınırları hakkında elimizde sağlam kanıtlar maalesef yok. Yani psikolojik düzensizliklerin sınırları ve hastalıkların şiddeti konusundaki etkileri henüz net değil. Ancak bu konuda desteklenen hipotezlerde bulunmakta. Bu da bizlere psikolojik durumumuzun epigenetiğimiz üzerine etkilerinin bulunabileceğini gösteriyor. Aradaki organik bağlantı ne düzeyde, o konuda halen çalışmalar devam ediyor. Şu da bilinen bir gerçek, duygu durumumuz birçok sistemik veya kronik hastalıklar ile ilişkilidir. Ama yumurta-tavuk misali hasta olduğumuz için mi duygu durum bozukluğu yaşarız yoksa tersi mi bu bilinmemekte. Ancak güçlü bir bağışıklık sistemi için uygun beslenme, tadında egzersiz, uygun süreli uyku ve düzgün psikolojimizin olması gerektiğini biliyoruz.
Epigenetik değişiklikleri incelemek için kullanılan teknikler nelerdir?
Epigenetik mekanizmalardan birincisi DNA’nın direkt metillenmesidir. Bu genelde genlerin düzenleyici bölgeleri olan promotor bölgelerinde gerçekleşir. O bölgelerin metilasyon durumlarının belirlenmesi epigenetik mekanizmaların analiz edilmesindeki birinci uygulanan yöntemdir.
İkinci uygulanan yöntemde DNA’yı çevreleyen veya saran histon adı verilen proteinler vardır. Bu histon proteinlerine bazı moleküller eklenerek histon moleküllerinin DNA’yı daha sıkı sarması (DNA bölgesinin inaktif olması) veya DNA’ya olan bağlanmasının azalarak DNA’yı açıkta bırakması (ilgili bölgenin aktif olması) gözlemlenir. Histon proteinlerine bağlanarak DNA’ya olan ilgisinin artmasını veya azalmasını sağlayan moleküller asetil, metil, fosfor, ubiquitin gibi moleküllerdir. Gene bu moleküllerin ilgili bölgelerde bağlanmalarının olup olmadığının belirlenmesi başka bir epigenetik analiz metotlarındandır. Bu konuda da asetil gruplarının analize diğerlerine göre daha anlamlı sonuçlar vermektedir.
Üçüncü analiz mekanizması da ufak ve kodlamayan RNA molekülleridir. Bu epigenetik mekanizma oldukça karmaşıktır ve henüz bizlerinde net olarak bilmediği birçok basamak vardır. Ancak bazı mekanizmalar diğerlerine göre daha nettir ve bu konudaki ilgili mikroRNA’ların analizi ile en azından epigenetik yolak hakkında bazı yorumlarda bulunulabilir. Ancak bizlerinde elimizin kolumuzun bağlandığı kısım bu üçüncü mikroRNA düzenlenmeleridir. Burada daha yapılacak çok iş var. Bu yüzden epigenetik analiz metotları daha çok yolun başında. Mekanizmaların daha net anlaşılması ile analiz yöntemleri de daha doğru sonuçlar verecektir.
Bu yüzden epigenetik analiz metotları daha çok yolun başında. Mekanizmaların daha net anlaşılması ile analiz yöntemleri de daha doğru sonuçlar verecektir.
Epigenetik alanında en etkileyici bulduğunuz gelişme nedir?
Epigenetiğin beni en çok ilgilendiren kısmı insanların hayat kalitesini artırmaya yönelik etkileri olacaktır. Özellikle kronik hastalıklardaki rollerinin daha net anlaşılması ile birlikte tedavi anlamında bizlere önemli bilgiler sağlayacaktır ancak daha çok yolun başındayız. Hâlâ epigenetik mekanizmalarını net olarak anlayamıyoruz. Aslında bu mekanizmaların altında yatan kimyasal reaksiyonları biliyoruz ama bütüncül yaklaşımla hangi biyolojik süreçte hangi etkileşimler aktif, onlar hakkında net karar veremiyoruz. Ancak hastalıkların tedavisindeki gelişmeleri takip ettikçe aslında hem mekanizmaların önemini anlıyoruz hem de yeni tedavi protokolleri üzerine hipotezler geliştirebiliyoruz.
Gelecekte, epigenetiğin genetik hastalıkların tedavisinde ve insan ömrü üzerinde nasıl bir etkisi olacağını düşünüyorsunuz?
Özellikle hastalıkların önceden tespit edilmesinde, yani koruyucu hekimlik anlamında epigenetik yaklaşımlar gelecek vaat ediyorlar. Günümüzde bazı kanser ilaçları etkilerini epigenetik düzenleme yapan enzimatik sistemler üzerinden gösteriyor. Gene günümüzde ateroskleroz ve hipertansiyon tedavisinde kullanılan bazı ilaçların etken maddeleri epigenetik düzenleme yapan sistemler üzerinden etkilerini gösteriyor. Bunlar epigenetiğin tıpta kullanım alanlarının artması bakımından sevindirici. Tabii genetik hastalıklarda ancak yapabildiğimiz semptom gidermeye çalışmak, çünkü gen tedavileri bazı istisnalar haricinde etkili olarak kullanılamıyor. Tabii bu epigenetik düzenlemenin yapılamayacağı anlamına gelmiyor. Genlerimizi değiştiremeyiz ama epigenetik mekanizma üzerinden genlerin çalışmalarına etki edebiliriz. Bu da bize hem daha sağlıklı bir hayat hem de hastalıkların önceden tespit edilerek daha kaliteli bir yaşam sürmemize destek olur.
Genlerimizi değiştiremeyiz ama epigenetik mekanizma üzerinden genlerin çalışmalarına etki edebiliriz. Bu da bize hem daha sağlıklı bir hayat hem de hastalıkların önceden tespit edilerek daha kaliteli bir yaşam sürmemize destek olur.
Değerli bilgileriniz için teşekkür ederim hocam
Ben teşekkür ederim, iyi çalışmalar
