İnsan beyninin olağanüstü gelişiminde insana özgü bir genin rolü ortaya çıktı

Bir farenin beyin bağışıklık hücreleri yaklaşık üç haftada olgunlaşırken, insandaki karşılıkları tam dört ila sekiz yıl sürüyor. Columbia Üniversitesi bünyesindeki Zuckerman Enstitüsü'nde görev yapan araştırmacılar, bu devasa farkın arkasında yatan genetik mekanizmayı ilk kez ayrıntılı biçimde ortaya koydu. Neuron dergisinde yayımlanan çalışma, insana özgü SRGAP2 geninin beyin bağışıklık hücreleri olan mikroglianın gelişimini dramatik ölçüde yavaşlattığını ve bu yavaşlığın insanın üstün bilişsel yeteneklerinin oluşmasında belirleyici bir rol oynadığını gösterdi. Araştırma, evrim sürecinde insan beynini diğer türlerden ayıran temel genetik değişiklikleri anlamaya yönelik önemli bir adım olarak değerlendiriliyor.

SRGAP2 geni: 15 yıllık araştırmanın kritik dönüm noktası

Mikroglia, beyindeki en yaygın bağışıklık hücresi türü olarak bilinir. Bu hücreler dışarıdan gelen tehditlere karşı savunma hattı oluştururken, aynı zamanda hasar görmüş nöronları temizler ve beyin gelişimi sırasında sinir devrelerinin şekillenmesine doğrudan katkıda bulunur. Beyin hücrelerinin yaklaşık yüzde 5 ila 10'unu oluşturan mikroglia, gelişim döneminde nöronların hangi sinapsları koruyacağını ve hangilerini ortadan kaldıracağını belirlemeye yardımcı olur. Bunun ötesinde, beyin devrelerindeki sinapsları daha duyarlı ya da daha az duyarlı hale getirme kapasitesine de sahiptir. Zuckerman Enstitüsü'ndeki bilim insanları, ilk kez insan mikroglianın tıpkı insan nöronları gibi diğer hayvanlarınkine kıyasla çok daha yavaş olgunlaştığını kanıtladı. Bu bulgu, SRGAP2 geninin etkisinin nöronlarla sınırlı kalmadığını, mikroglia üzerinde de belirleyici bir işlev gördüğünü ortaya koyması bakımından son derece dikkat çekici.

Franck Polleux'nun laboratuvarı 15 yılı aşkın süredir yalnızca insanlarda çoğaltılan birkaç düzine genden biri olan SRGAP2 geni üzerinde çalışıyor. Araştırmanın temel amacı, insan beynini diğer türlerinkinden farklı kılan genetik değişiklikleri gün yüzüne çıkarmak. Dr. Polleux daha önceki çalışmalarında SRGAP2 geninin insana özgü kopyalarının, nöronların birbirleriyle iletişim kurduğu bağlantı noktaları olan sinapsların sayısını artırdığını keşfetmişti. Bu kopyalar aynı zamanda sinapsların alışılmadık derecede yavaş olgunlaşmasına yol açıyor. Söz konusu iki özellik, insan nöronlarını diğer memelilerin nöronlarından temelden ayıran kritik farklılıklar olarak kabul ediliyor. Uzatılmış gelişim süreci, çevreleyen hücrelere daha güçlü ve daha yoğun bağlantılara sahip nöronlar üretiyor; bu da bilgiyi işleme ve depolama kapasitesini ciddi ölçüde artırıyor.

Mikrogliada SRGAP2 geni nöronlara göre 10 kat daha aktif

Çalışmanın baş yazarı Carlos Diaz-Salazar, SRGAP2 geninin insana özgü kopyalarının mikrogliada nöronlara kıyasla neredeyse 10 kat daha bol bulunduğunu tespit etti. Bu beklenmedik oran, araştırma ekibini şaşırttı ve genin mikrogliada neden bu denli aktif olduğu sorusunu gündeme getirdi. Dr. Polleux, "Soru şuydu: Bu gen mikrogliada neden bu kadar aktif?" diyerek keşfin başlangıç noktasını anlattı. Son yirmi yılda yapılan araştırmalar, bilim dünyasının mikroglia hakkındaki anlayışını kökten değiştirdi. Bu hücreler yalnızca enfeksiyonla savaşıp hasarlı dokuyu onarmakla kalmıyor, gelişen beyni inşa etmede de hayati bir rol üstleniyor.