Çinli biyolog Chi-Hing Christina Cheng, 20 yıl süren araştırmaları sonucunda, gezegenin soğuk bir ucundan diğerine uzanan bir balık gizemini çözdü. 1984’te Antarktika’da çalışmaya başlayan Cheng, ortağı Arthur DeVries ile kıta altı sularında yüzen bir balık grubu olan nototenleri (Notothenia cinsi balıklar) inceledi.Nototenler, kendi antifrizlerini üretir (kan dolaşımındaki buzun oluşmasını önleyen bir protein). Protein, bir treonin ve iki alanin içeren, sürekli tekrarlanan aynı üç kimyasal yapı taşından oluşur. Bu tekrarlayıcı birim, buz kristallerine yapışarak, su moleküllerinin birleşmesini engelleyen ve kristallerin büyümesini önleyen bir bariyer oluşturur. Dolayısıyla bu proteine antifriz denilebilir.Cheng ve DeVries, bu antifriz proteinini yapan genin beklenmedik bir kökene sahip olduğunu buldu. Proteinin, sindirim enzimi yapan eski bir genden ortaya çıktığını buldular. Bu sindirim geninin ortasındaki küçük bir parçacık, araştırmacıların tekrarlayıcı birim olarak adlandırdıkları ünitesini yapmak için tam olarak doğru koda sahipti. Ekip, milyonlarca yıl boyunca bu snippetın (kendi başına çalışmayan kodlara verilen isim), eski bir sindirim genini yeni bir buz bağlayıcısına dönüştürerek ve nototenlerin Antarktika sularında hayatta kalmalarına izin vererek, tekrar tekrar kendisini kopyaladığını düşünüyor.
Kuzey Morinaları da aynı proteinleri üretti
Cheng ve DeVries, dünyanın diğer ucunda, Arktik balıkların (Morina balığı incelendi) da antifriz proteinleri ürettiğini ve onların versiyonlarının, nototenlerinkiyle aynı birimlerden yapıldığını öğrendi. İki grup bağımsız olarak neredeyse aynı antifrizleri geliştirmişti. Ancak aralarında büyük bir fark vardı; Morina balığının antifriz geni, sindirim sisteminden kaynaklanmıyordu. Cheng, uzun bir süre genin atalarını bulmaya çalıştı.Şimdi, 22 yıl sonra, Cheng nihayet gizemi çözdü. Meslektaşları Xuan Zhuang, Chun Yang ve Katherine Murphy'den oluşan ekibi, antifriz yapan üç morina türünü karşılaştırdı. Hiçbir gen içermeyen, işlevsiz bir DNA kodunda önemli bir bulguyu tespit ettiler. İşlevsiz olarak görülen bu bölge, yeni ve çok faydalı bir gene yol açtı.
Ekip, ilk olarak, işlevsiz gördükleri bu DNA uzantısını iki kez çoğalttı ve art arda dört aynı segment oluşturuldu. Bu bölümler arasındaki uzantılar, tekrarlanan birimin koduna çok yakındı ve tek bir mutasyonla, biri tam olarak doğru koda dönüştü. Bu snippet daha sonra tekrar tekrar çoğaltılarak yeni bir antifriz geninin çekirdeğini oluşturdu.Fakat genlerin faydalı olması için, doğru diziden daha fazlasına ihtiyaçları vardı. Doğru zamanda ve yerde devreye girmelerini sağlayan anahtarlara sahip olmaları lazım. Bu durumda, yeni antifriz geni, morina genomunda farklı bir noktaya yerleştirildi ve bu anahtara sahip olundu.Bu noktada, ataların kodlarındaki antifriz için bir gen vardı ve bu geni çalıştırabilirdi. Son aşamada antifriz proteinlerini yapan hücrelerden ve hayvan vücudunun geri kalanına aktarılmasını sağlayan, taşıma işlevi gören küçük bir sinyal sekansına ihtiyaç duydular. Bu sinyal sekansını da bir mutasyonla sağladılar-tek bir DNA harfini yok ederek.
Böylece, Cheng ve ekibi önemsiz olarak görülen sekansları kullandı ve onu hayati bir uyarlayıcı proteine dönüştürdü.Cheng, “Yıllar süren araştırmalardan sonra, morina balığının antifriz geninin doğuşunu sonunda anladık. Bu makale, kuzey morina balığında antifriz proteinin nasıl evrildiğini açıklıyor ve bu, önceden varolan bir genle bağlantılı olan Antarktik versiyonundan bile daha büyüleyici bir mekanizma,” dedi.Kaynak; The Atlantic
