Son yıllarda yapılan bir bilimsel yenilik, korunmuş yumuşak dokulardan, özellikle de insan beyinlerinden proteinlerin çıkarılmasını mümkün kıldı. Bu durum, uzun zamandır erişilemeyen geniş bir biyolojik bilgiyi gün yüzüne çıkarmaktadır. Geliştirilen yeni yöntem, evrim, beslenme, mikrobiyomlar ve hatta beyin hücrelerinin binyıllar boyunca gelişimi konusundaki anlayışımızı yeniden şekillendirme potansiyeline sahip.
Gizli Biyolojik Arşivlerin Keşfi
Her organizma, kalp atışı ve sinir iletişimi gibi hayati süreçleri yöneten moleküllerden, yani proteinlerden oluşur. Bir organizma öldüğünde, genellikle bu proteinler hızla bozulur. Ancak dokular korunduğunda, bazı proteinler yüzyıllar boyunca hayatta kalabilir. Oxford Üniversitesi’nden Alexandra Morton-Hayward bu konuda “Dünyanın tarihinde yarım milyar yılı aşkın süre boyunca korunmuş yumuşak dokular var” demektedir. Bu dokular, “tüm insan proteinlerinin yüzde 75’inden fazlasını” içeren biyolojik hazine niteliğindedir.
Daha önce, bu tür dokulardan protein çıkarımı oldukça zor olduğu için çoğu paleoproteomik çalışma, genellikle yalnızca tür kimliğini ve genetik ilişkileri ortaya çıkarmaya yardımcı olankemiklere vedişlere odaklanmıştır. Cilt ve saç üzerinde de çalışmalar yapılmış olsa da, bu veriler sınırlıdır ve daha az bilgi sunmaktadır. Bununla birlikte, yumuşak iç dokular çok daha zengin moleküler anlatılar taşımaktadır.
Üre Kullanarak Bir Başarı Tekniği
Son zamanlarda yapılan bir çalışmada, Morton-Hayward ve ekibi, Birleşik Krallık’ın Bristol kentindeki arkeolojik bir alandan toplanan korunmuş insan beyinlerinden proteinler çıkarmayı başardı. Örnekler, 300 yıla kadar uzanan bir zaman dilimini kapsamaktadır. 456 korunmuş beyinden, her biri sadece 50 miligram ağırlığında olan 10 örnek seçildi ve en etkili proteinleri serbest bırakmak için çeşitli kimyasal süreçler test edildi.
Bu çalışmanın bulgularına göre, idrarda bulunan doğal bir kimyasal olan üre, beyin hücrelerini parçalayarak proteinleri sağlam tutmayı başardı. Serbest bırakılan proteinler daha sonra kütle spektrometrisi kullanılarak parçalanıp analiz edildi. Bu yöntem, şimdiye kadar yapılan çalışmalar arasında 1,205 protein ile en yüksek verimi sağladı.
Danışmanlığını yapan Ragnheiður Diljá Ásmundsdóttir, bu tekniğin yeniliğine ve daha fazla araştırma potansiyeline dikkat çekerek, “Bu muhtemelen bu alandaki ilklerden biri olacak” sözlerini sarf etti.
Beyin Proteinlerinin Şifresi Çözülüyor — Sıradaki Hedef Nedir?
Güncel odak, beyin dokusu olsa da, bu metodun karaciğer ve bağırsak gibi diğer yumuşak dokulara da uygulanabilir olduğu düşünülmektedir. Bu organlar da, antik diyetler, patojenler ve fizyolojik fonksiyonlar hakkında ipuçları sunan çok çeşitli proteinler içermektedir.
Morton-Hayward’a göre, dünya genelindeki depolama tesislerinde kullanılmamış sayısız korunmuş örnek bulunmaktadır. Bu yeni teknik ile birlikte, bu koleksiyonlar yeniden değerlendirilebilir ve daha önce edinilemeyen bilgi akışları açığa çıkarılabilir.
Ayrıca bu çalışma, protein korunumu konusunda yeni sorular ortaya çıkarmaktadır. Bugüne kadar elde edilen en eski proteinler — 21 ile 24 milyon yıl arasında — Kanada’nın Yüksek Kuzey’inde dişlerden elde edilmiştir; ancak yumuşak dokulardaki proteinlerin ne kadar süre dayanabileceği belirsizdir. Korunan bazı dokular, Kambriyen Döneminde, 539 ile 487 milyon yıl öncesine kadar uzanmaktadır ve trilobit bağırsakları ve eklem bacaklı sinir sistemleri gibi örnekleri içermektedir. Bu antik dokularda proteinlerin kalıp kalmadığı ya da mevcut yöntemlerin bu proteinleri tespit etmekte yetersiz olup olmadığını henüz kesin olarak bilemiyoruz.
Antik Biyolojinin Çözülmesi
İlerleyen zamanlarda karşılaşılacak en büyük zorluklardan biri, proteinlerin zamanla nasıl bozulduğunu anlamaktır. Morton-Hayward’a göre, bu bilgi, bozulma öncesi orijinal proteinlerin yeniden inşası için hayati önem taşımaktadır.
“Ya içeride proteinler vardır ve biz henüz onlara erişim sağlamak için tekniklere sahip değiliz, ya da belirli bir süre sonra proteinler yoktur” diyen Ásmundsdóttir, “Hangisi olduğunu görmemiz gerekecek.” diye ekledi.
Bu yöntem, evrimsel biyoloji alanında yeni bir ufuk açmakta ve bilim insanlarının türlerin fizyolojik ve biyokimyasal evrimini daha önce hiç olmadığı kadar detaylı bir şekilde incelemesine olanak tanımaktadır.
