İnsan gözleri karmaşık ve onarılamaz bir yapıya sahip ancak yapısal olarak elma salyangozları zarar gören gözlerini tamamen yenileyebilir.
California Üniversitesi-Davis’ten moleküler-hücresel biyolog Dr. Alice Accorsi ve ekibi, elma salyangozlarının gözlerini nasıl yenilediklerini inceliyor. Amaçları, insanlarda görme yetisini kazandırabilecek yöntemler geliştirmek. Bu doğrultuda çalışan ekip, elma salyangozu ve insan gözlerinin birçok anatomik ve genetik ortak özelliklere sahip olduğunu ileri sürüyor.
Salyangozların yenilenme yetenekleri yüzyıllardır biliniyor. 1766’da bir araştırmacı, başı kesilen bahçe salyangozlarının tüm kafalarını yeniden oluşturabildiğini gözlemledi. Ancak Accorsi, bu özelliği rejeneratif araştırmalarda kullanan ilk bilim insanı.
Güney Amerika’ya özgü elma salyangozu (Pomacea canaliculata) günümüzde dünyanın birçok yerinde istilacı bir tür olarak yayılım gösteriyor. Ancak araştırma ekibinin iddiası, elma salyangozlarını bu kadar istilacı yapan özellikler dayanıklılığının da simgesi.
Laboratuvarda yetiştirilmesi kolay olan elma salyangozları tıpkı insanlar gibi “kamera tipi” gözlere sahip. Bu göz yapısı özellikle yüksek çözünürlüklü görüntü oluşturmasıyla biliniyor ve koruyucu bir kornea, ışığı odaklayan bir lens, milyonlarca ışık algılayıcı fotoreseptör hücre içeren retinadan oluşuyor. Kamera tipi göz, tüm omurgalılarda, bazı örümceklerde, kalamar ve ahtapotlarda, bazı salyangozlarda bulunuyor.
Accorsi’nin ekibi yaptığı analizlerde, elma salyangozunun gözlerinin anatomik ve genetik olarak insan gözlerine benzediğini keşfetti. Elma salyangozları, gözleri kesildikten sonra yaklaşık bir ay içinde yenileyebiliyor.
Bu süreçte ilk olarak, yaranın enfeksiyonu ve sıvı kaybını önlemek için iyileşmesi gerekiyor ve genellikle bu aşama 24 saat sürüyor. Ardından, özelleşmemiş hücreler bölgeye göç edip çoğalıyor. Yaklaşık bir buçuk hafta boyunca, bu hücreler farklılaşıyor ve lens ile retina dahil göz yapılarını oluşturmaya başlıyor.
Amputasyondan 15 gün sonra, optik sinir de dahil olmak üzere gözün tüm yapıları mevcut oluyor. Ancak bu yapılar birkaç hafta daha olgunlaşmaya ve büyümeye devam ediyor. Henüz net bir şekilde görüntü işleyebildiklerine dair kesin kanıt olmasa da anatomik olarak bir görüntü oluşturmak için gereken tüm bileşenlere sahipler.
CRISPR-Cas9 ile insanlara umut olabilir
Ekip ayrıca yenilenme sürecinde hangi genlerin aktif olduğunu inceledi. Amputasyondan hemen sonra salyangozların, normal yetişkin gözlerine kıyasla farklı oranlarda ifade edilen (gen ekspresyonu) yaklaşık 9 bin gen olduğunu buldular. 28 gün sonra, yenilenmiş gözde hala bin 175 genin farklı şekilde ifade edildiği görüldü. Bu da, gözler bir ayda tamamen gelişmiş gibi görünse de, tam olgunlaşmanın daha uzun sürebileceğini düşündürüyor.
Genlerin yenilenmeyi nasıl düzenlediğini daha iyi anlamak için Accorsi, CRISPR-Cas9 kullanarak salyangozların genomunu düzenleme yöntemleri geliştirdi. Bu yöntemle salyangoz embriyolarında pax6 adlı bir geni mutasyona uğrattılar. Pax6’nın insanlarda, farelerde ve meyve sineklerinde beyin ve göz gelişimini düzenlediği biliniyor.
İnsanlar gibi salyangozlar da her genin iki kopyasına sahip (biri anneden, biri babadan). Araştırmacılar, eğer elma salyangozlarının iki işlevsiz pax6 kopyası varsa, gözleri olmadan geliştiklerini gösterdi. Bu da pax6’nın elma salyangozlarında göz gelişimi için de gerekli olduğunu kanıtladı.
Araştırmacıların bir sonraki adımı pax6’nın göz yenilenmesinde de rol oynayıp oynamadığını test etmek. Bunun için yetişkin salyangozlarda pax6’yı mutasyona uğratacak veya kapatacak, ardından yenilenme yeteneklerini test edecekler. Ayrıca lens ve retina gibi gözün belirli kısımlarını kodlayan genler ile pax6’yı kontrol eden genler üzerinde çalışıyorlar.
Kaynak: Nature Communications
