Almanya’daki araştırmacılar, basit RNA damlacıklarının genetik değişimlerle hücre benzeri yapılar haline geldiğini gösterdi.
RNA Damlacıklarının Dönüşümü
Yalnızca birkaç genetik mutasyon, basit RNA damlacıklarının hücre benzeri yapılar haline dönüşmesini sağlıyor. Bu süreçte damlacıklar, boşluklar oluşturabiliyor, hareket edebiliyor ve yük alabiliyor. Bu bulgular, Center for Molecular Biology of Heidelberg University’den Prof. Dr. Kerstin Göpfrich liderliğindeki bir araştırma ekibi tarafından, Alman Kanser Araştırma Merkezi ve University of Augsburg’dan uzmanlarla iş birliği içinde gerçekleştirildi.
Hücre Benzeri Yapıların Oluşumu
Prof. Göpfrich, yaşamın cansız maddelerden nasıl ortaya çıkabileceği sorusunun bilimdeki en eski yanıtlanmamış sorulardan biri olduğunu belirtti. Bu süreç için en azından genetik materyali koruyabilen ve değişim gösterebilen minimal bir hücrenin oluşturulması gerektiğini vurguladı. Araştırmacılar, RNA damlacıklarının, sıvı benzeri, zar içermeyen nanoyapılar olarak kendiliğinden bir araya geldiğini ifade ettiler.
Mutasyonların Rolü
RNA damlacıkları, içlerinde genetik şablonları kapsüller. Doktora adayı William Verstraeten, bu durumun evrimleşebilen bir sistem için temel bir ön koşul sağladığını söyledi. Araştırmacılar, DNA şablonunu kasıtlı olarak değiştirmenin damlacıkları çözmemesi üzerine şaşırdılar; bunun yerine büyük boşluklar (vakuoller) oluşturdular. Bu boşluklar günlerce ya da haftalarca stabil kaldı.
Vakuol Oluşumu ve Hareket
Alman Kanser Araştırma Merkezi’nden Prof. Dr. Michael Platten’in liderliğindeki ekip, damlacık içindeki yapısal değişikliklerden sorumlu mutasyonları belirlemek için özel bir dizileme teknolojisi kullandı. Bu sayede bir “model mutant” oluşturup etkileri güvenilir bir şekilde yeniden üretebildiler. Prof. Dr. Christoph Weber, RNA’nın damlacıkların viskoz iç kısmına girmesiyle birlikte vakuol oluşumunun gerçekleştiğini açıkladı. Damlacıkların 20 mikrometreden daha büyük bir yarıçapa sahip olması ve yaklaşık %2 genetik olarak değiştirilmiş materyal içermesi gerektiğini vurguladılar.
Yeni Fonksiyonlar ve Uygulamalar
İçindeki boşluklar, damlacıklar içinde kütleyi yeniden dağıtarak mikrometre ölçeğinde küçük hareketler üretiyor. Araştırmacılar, mutasyona uğramış RNA damlacıklarının, mutasyona uğramamış olanlardan çok daha uzağa gittiğini ve birbirleriyle daha sık çarpıştığını gözlemlediler; bu da onların birleşip büyümesine yol açtı. Vakuoller ayrıca iç depolama alanları görevi görüyor ve küçük molekülleri alabiliyorlar.
Gelecek Hedefleri
Prof. Göpfrich, mutajenizinin yeni bir mimari ve yeni fonksiyonlar sağladığını, bunun sıfırdan tasarlayıp inşa etmenin oldukça zor olduğunu vurguladı. Heidelberg University’nin SynthImmune Mükemmeliyet Kümesi kapsamında, araştırmacılar bu mutasyon ve seçim sürecini, minimal sentetik bileşenlerden moleküler fonksiyonlar oluşturmak için kullanmayı hedefliyorlar. Gelecekte, belirli bağışıklık fonksiyonlarını kendiliğinden evrimleştirebilen sentetik bağışıklık etkileyicileri geliştirmeyi planlıyorlar.
Finansman ve Yayın
Araştırmalar, Alman Araştırma Vakfı’nın desteklediği Collaborative Research Centre / Transregio 392 “Molecular Evolution in Prebiotic Environments” çerçevesinde gerçekleştirildi. Proje, Kerstin Göpfrich’in Heidelberg’deki ve Christoph Weber’in Augsburg’daki araştırma gruplarını kapsıyor. Çalışma, European Research Council, International Human Frontier Science Program Organization, Halbach Foundation ve Carl-Zeiss-Stiftung tarafından da desteklendi. Bulgular, “Nature Chemical Engineering” dergisinde yayımlandı.
