Radyasyon biyolojisindeki en uzun süredir devam eden endişelerden biri, babaların radyasyon maruziyetinin yavruları üzerinde bir etkisinin olup olmayacağıdır.
Profesör Dr. Bjorn Schumacher ve meslektaşları, Caenorhabditis elegans solucanını model olarak kullanarak, olgun spermdeki radyasyon hasarının iyileştirilemeyeceğini ve bunun yerine yavrulara geçtiğini ortaya çıkardı.
Öte yandan dişi yumurtalar ya hasarı gerektiği gibi onarırlar ya da hasar çok şiddetliyse ölürler ve hasar başkalarına geçmez.
Ancak bir yumurta, radyasyondan zarar görmüş bir sperm tarafından döllendiğinde, yumurtanın onarım proteinleri babanın DNA’sını düzeltmeye çalışır.
Burada, hasar görmüş DNA’nın parçalarını tamamen rastgele bir sırayla birleştiren, oldukça hata eğilimli bir onarım mekanizması kullanılır.
Bu rastgele kırılma füzyonları, baba kromozomlarında yapısal değişikliklere neden olur.
Bu durum yavrularda kromozomal hasara yol açmakta ve bunun sonucunda bu tür çocuklar ciddi gelişimsel kusurlara sahip olmaktadır. C. elegans üzerinde yapılan çalışma, bir ebeveynin maruz kaldığı radyasyonun etkilerinin çocuklarına nasıl geçebileceğini anlamamıza yardımcı oluyor.
Bu çalışmanın sonuçları Nature’da yayınlandı.
Sağlıklı dişi solucanların ve radyasyona maruz kalan erkek hayvanların yavruları, rastgele bağlanan kromozomal bölümler olan yapısal varyantlar olarak bilinenlere sahiptir.
Bu anormallikler çocuklarda tekrarlayan kırılmalara neden olur, ancak bu hasar artık düzeltilemez. Bunun yerine, uzun DNA sarmallarını sıkıca paketleyen histonlar olarak bilinen proteinler, hasarlı kromozomları kesin onarımdan korur.
Onarım proteinleri, sıkı bir şekilde paketlenmiş DNA’daki kırılmalara artık erişemez. Spesifik histon proteinleri, HIS-24 ve HPL-1, yoğun şekilde paketlenmiş DNA yapılarını birbirine bağlar.
Bu histon proteinleri alındığında, babadan geçen hasar tamamen giderilir ve sağlıklı çocuklar üretilebilir.
Histon proteinlerinin DNA’nın ne kadar kolay onarılabileceğini kontrol ettiğinin keşfi, radyasyon hasarının tedavisi için güçlü terapötik hedeflerin geliştirilmesine yol açabilir.
Bu, radyasyonun insanlara nasıl zarar verdiği için de geçerli mi?
Ekip, nematodlar üzerindeki çalışmalarına ek olarak, insanlarda aynı yapısal varyantları veya rastgele bir araya getirilmiş kromozomları buldu. Ayrıca, bu durumda sadece babalar anormallikleri taşıyordu; anneler yapmadı.
Bunun için araştırmacılar, her ikisi de ilgili annelerden, babalardan ve yavrulardan gelen genetik bilgileri içeren Islandic deCODE projesi ve 1000 Genom Projesi’nden bir dizi veri setini inceledi.
Schumacher, “Genom anormalliklerinin, özellikle baba germ hattında gelişen kromozomlardaki yapısal varyasyonların, otizm ve şizofreni gibi bozuklukların riskini artırdığı düşünülüyor” diye açıklıyor.
Bu, insanlardaki olgun spermin de radyasyon hasarından korunması gerektiği ve hasarlı olgun spermin hamile kalmak için kullanılmaması gerektiği anlamına gelir.
Ona göre “Böyle bir hasar, radyoterapi veya kemoterapi sırasında potansiyel olarak verilebilir ve bu nedenle, hasarlı olanın yerini alacak yeni sperm üretmek için gereken iki ay içinde bir risk oluşturabilir.”
Bunun nedeni, olgun spermin aksine, taze üretilmiş spermin hasarı tam olarak onarabilme yeteneğine sahip olmasıdır.
Bilim adamları, kromozomların hem yabani nematodlarda hem de insanlarda inşa edilme biçiminde aynı farklılıkları bulduklarında şaşırdılar. Bu bulgular, zigottaki baba DNA’sının kusurlu onarımının ve olgun spermdeki hasarın, evrim sırasındaki genetik çeşitliliğin ana itici güçleri olabileceğini ve insanlarda genetik hastalıklardan sorumlu olabileceğini ima ediyor.
Kaynak: Doğa
Görüntü Kredisi: Siyao Wang, Köln Üniversitesi
Kaynak : https://www.revyuh.com/news/science-and-research/scientific-research/new-findings-show-radiation-damage-can-be-inherited-from-dads/