Meyve sineği modeliyle zihinsel hastalıkların genetik mekanizmaları çözülecek

Boğaziçi Üniversitesinden mezun olan Doç. Dr. Arzu Çelik Fuss, doktora derecesini 2002'de Köln Üniversitesi Genetik Bölümünde aldı. Fuss, araştırmalarını New York Üniversitesinde tamamlayıp 2007'de döndüğü Boğaziçi Üniversitesinde meyve sineği model organizmasını kullanarak sinir sistemi gelişimi üzerine çalışmaya başladı.

Fuss, TÜBİTAK 1001-Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Projelerini Destekleme Programı kapsamında Boğaziçi Üniversitesinin desteklediği beş proje arasında yer alan "Zihinsel Engellilik (Id) Drosophila Modellerinin Oluşturulması" başlıklı çalışmasıyla insanlarda zihinsel hastalıkların genetik mekanizmalarını çözmeyi hedefliyor.

Boğaziçi Üniversitesinde başlayacak ve 30 ay sürecek proje, Türkiye'de bu alanda ilk olan bilimsel çalışmalar arasında yer alıyor.

2008 yılı Türkiye Bilimler Akademisi Genç Bilim İnsanı Ödülü ve Avrupa Moleküler Biyoloji Organizasyonu Yerleştirme Ödülü sahibi olan Doç. Dr. Arzu Çelik Fuss, projesiyle ilgili AA muhabirine yaptığı açıklamada, hayvanlarda ve insanlarda nöron çeşitliliğinin nasıl oluştuğu, beyin ile göz ve koku duyu sistemlerinin gelişimi üzerinde araştırmalar yaptığını söyledi.

Bu doğrultuda yürüttüğü çalışmalarında model organizma olarak meyve sineğini kullandığını dile getiren Fuss, elde edilen bilgilerin insanlarla karşılaştırılarak gelişim sistemlerinin çözülebildiğini anlattı.

Boğaziçi Üniversitesindeki eğitimi sırasında genetik hastalıklara sebep olduğu bilinen bir gende yeni mutasyonlar bulma konusuyla ilgilendiğini ancak o dönemlerde genlerdeki bozuklukların hastalıklara nasıl yol açtığı mekanizmaların bilinmediğini belirten Fuss, Türkiye'ye döndükten sonra bu alanda çalışmaya karar verdiğini söyledi.

Meyve sineği modelini kullanarak genetik bozuklukların hastalıklara yol açma sebepleri konusunda İran'da desteklenen zihinsel engellilik projesiyle ilgili çalıştığını anlatan Fuss, şöyle devam etti:

"İran'da da akraba evliliği oranı Türkiye'deki gibi yüksek. Zihinsel engelliliğe sahip pek çok gen keşfedildi ama bu genlerin engelliliğe nasıl yol açtığına dair bir bilgi boşluğu mevcuttu. Biz bu boşluğu doldurmak ve yeni bulunan genlerin hastalığa sebep olma mekanizmalarını anlamak için araştırmalarımızı sürdürüyoruz. Bu aşamada TÜBİTAK 1001 programından destek aldık ve meyve sineklerinde bulunmuş iki gen üzerine odaklanıp onların mekanizmalarını çözmek için çalışmalarımız başladı. Proje kapsamında deneyler yüksek lisans ve doktora sonrası araştırmacılardan oluşan bir ekip tarafından Boğaziçi Üniversitesinde yapılıyor. Bununla birlikte Tahran Sosyal Refah ve Rehabilitasyon Bilimleri Üniversitesindeki Genetik Araştırma Merkezi de bilgi desteği sağlıyor. Deneylerimiz sırasında lisans öğrencilerimiz de bize yardımcı oluyor."

- "SİNEK İLE İNSAN GENOMU KARŞILAŞTIRILDIĞINDA HASTALIKLI GENLERİN YÜZDE 75'İ KORUNUYOR"

Doç. Dr. Arzu Çelik Fuss, şimdiye kadar meyve sineğinde yapılan zihinsel hastalık modelleri arasında Fragile X sendromu ve Angelman sendromu bulunduğunu dile getirerek, şöyle konuştu:

"Modelleme çalışması insanlarda hastalık genine homolog olan sinek genini bulmaya yönelik. Sinek genomuyla insan genomunu karşılaştırdığımızda hastalık genlerinin yüzde 75'inin korunduğunu görmekteyiz. Diğer bir deyişle hastalık genlerinin kopyaları her iki canlı türünde de mevcut. Bu da insanları ve sinekleri karşılaştırmaya olanak sağlıyor. Çalışmalarımda meyve sineğini seçtim çünkü hakkında artık epey bilgimiz var. Sineklerin model organizmaların kullanılmasının temel sebepleri, genomu dizilenmiş, kromozom sayıları az, hızlı üremeleri, idamelerinin nispeten kolay ve ekonomik olması. Diğer bir sebep ise genetik fonksiyonel yaklaşımların çokluğu ve çeşitliliği ile mutasyon yaratımının kolaylığı. Gelişimsel genlerle çalışınca bu genleri mutasyona uğratmak ölümcül olabiliyor. Meyve sineğinde ise mevcut genetik yaklaşımlarla istediğiniz belli bir hücreyi veya dokuyu mutasyona uğratabiliyorsunuz ve böylece incelemelerinizi ilgilendiğiniz dokuda yapabiliyorsunuz. Bunların yanı sıra meyve sineğinde beyin ve sinir sistemi çalışmaları için çok sayıda araç geliştirilmiştir ve daha karmaşık bilişsel davranışları, en önemlisi öğrenmeyi ve belleği test etmek için birçok fırsat sunmaktadır. Bu sebepler laboratuvarlarda meyve sineği modeli kullanımını ve özellikle beyin araştırmalarını avantajlı hale getiriyor."

- "ZİHİNSEL ENGELLİ SİNEKLER ÜRETİYORUZ"

Projenin İran'daki genetik merkezde yapılan çalışmalar kapsamında zihinsel engelli ailelerde yeni keşfedilen iki gen üzerine olduğunu ifade eden Fuss, "İnsanda görülen mutasyonları sinek genomuna ekleyerek insanlaştırılmış transgenik sinek suşları üretiyoruz. Deneylerimiz esnasında yarattığımız mutasyonların hem morfolojik hem de davranışsal deneyler yaparak sinir sistem gelişimini inceliyor ve kognitif becerilerini karakterize ediyoruz." dedi.

Yaratılan mutasyonlar sonucu üretilen zihinsel engelli sineklerin, kokuyu hala iyi ayırt edip edemediklerini ve hangi kokunun elektrik şoku ile eşleştiğini hatırlayıp hatırlamadıklarını gözlemleyeceklerini dile getiren Fuss, bir başka hafıza modeli olarak kullandıkları kur davranışıyla da zihinsel engelli sineklerin nasıl davrandıklarını, çiftleşme esnasındaki davranış aşamalarını görüntü kayıtlarıyla takip ederek belirleyeceklerini kaydetti.

Amaçlarının nörolojik ve nörodejeneratif hastalıklarda tedaviye katkı sağlamak olduğunu dile getiren Fuss, şu aşamada hastalık modelleri üretimi ve zihinsel engelliği oluşturan mekanizmaların anlaşılmasına yönelik temel çalışmalar yaptıklarını ancak ilerideki hedeflerinin bu ve başka nörolojik ve nörodejeneratif hastalıkların tedavisine katkı sağlamak olduğunu anlattı.

Fuss, sineklerde üretilen hastalık modellerinde yapılan kimyasal taramaların birçok tedavinin geliştirilmesine sebep olduğunu belirterek, "Ürettiğimiz ve üreteceğimiz farklı hastalık modellerinde kimyasal taramalar yaparak hastalık belirtilerini iyileştiren ilaçları bulmak istiyoruz. Bu tip bir çalışma için gerekli altyapıyı kurmak ve destek almak üzere Boğaziçi Üniversitesi Yaşam Bilimleri Merkezi çatısı altında Kalkınma Bakanlığına iki sene önce bir proje başvurusu yaptık ancak henüz sonuçlar açıklanmadı. Umarız bu çalışmayı Boğaziçi'nde yakın bir zamanda başlatabiliriz." ifadelerini kullandı.