Araştırmacılar, DNA tekrarlarındaki farklılıkların boy, böbrek fonksiyonu, saç kıvrılması ve kan lipidlerindeki önemli farklılıkları açıkladığını buldu. Genetik koddaki bu tür tekrarların, hastalık riski ve sonuçları da dahil bir çok etkisi olabilir.
İnsan genomundaki – insan DNA’sının tamamı – varyasyonlar görünüm, sağlık gibi birçok alanda bireysel farklılıklar sağlar. 2003 yılında İnsan Genom Projesi ilk insan genomunu dizilemeyi bitirdi.
Genom çapında ilişkilendirme çalışmaları veya GWAS adı verilen çalışmalar, farklı insanlar arasındaki DNA varyasyonlarını incelemiştir. Bunların çoğu genetik koddaki küçük, tek baz çifti değişikliklerine odaklanmıştır. Bu çalışmalar önemli bilgiler vermiş olsa da, kişisel özelliklerin nasıl miras alındığı ve bireyler arasındaki farklılıklar hala açıklanamamıştır.
Değişken sayıda ardışık tekrarlar olarak adlandırılan VNTR yaygın bir genetik varyasyon türüdür. İnsan genomunda aynı DNA dizi motifinin farklı sayıda ard arda tekrarlandığı bölgelerdir. Tekrar sayılarına göre bireyler arasında çeşitli varyasyonların ortaya çıkmasına neden olur. Bu tekrarların sayısı yüzlerce olabilmektedir. Protein kodlayan genler içinde meydana geldiğinde farklı boyutlarda proteinler üretirler. Ancak VNTR’lerin incelenmesi zordur.
VNTR’lere daha yakından bakmak için, MIT ve Harvard Üniversitesi Broad Enstitüsü’nden araştırmacılar bu uzun DNA tekrarlarını ölçmek için yeni yöntemler geliştirdiler. Bazı spesifik özellikler için VNTR’ler ve varyasyonlar arasındaki ilişkileri incelediler. Bilim adamları 118 protein kodlayan VNTR’ye odaklandılar ve yaklaşık 800 özellik ile olan ilişkilerini incelediler.
Kullanılan veriler İngiltere Biobank çalışmasına katılan 400.000’den fazla katılımcıdan geldi. Çalışma birkaç NIH bileşeni tarafından desteklenmiştir. Sonuçlar 24 Eylül 2021’de Science dergisinde yayınlandı.
VNTR’lerle ilişkili özellikler arasında boy, böbrek fonksiyonu, saç kıvrımı ve kalp hastalığı ile ilişkili bulunan kandaki lipoprotein (a) seviyesi bulunmaktadır.
Ekip, farklı insanlarda bulunan Lp(a)’daki varyasyonun % 80′ inden fazlasının, Lp (a)’ nın bir bileşenini kodlayan bir gen olan LPA’daki tekrar uzunluk değişimi ve diğer kalıtsal farklılıklar ile açıklanabileceğini buldu. En belirgin olarak, Afrika kökenli popülasyonlarda Asya ve Avrupa popülasyonlarına kıyasla iki ila üç kat daha yüksek ortalama Lp (a) plazma konsantrasyonu vardır.
İki farklı gendeki VNTR’ler, boydaki kalıtsal varyasyonlarla ilişkilendirildi. Bu genlerden birindeki VNTR sayısındaki farklılıklar, çalışmaya katılan kişiler arasında bir inçten fazla olan boy farkından sorumlu tutulmuştur. İki gen tarafından kodlanan proteinler, büyümede önemli olan kıkırdak ve kemik gelişiminde rol oynarlar.
Başka bir gendeki tekrarların sayısının, gut hastalığına yatkınlık gibi yaygın olarak ölçülen birkaç böbrek fonksiyon belirtecinin seviyelerini etkilediği görülmüştür. Bununla birlikte, varyasyonların kronik böbrek hastalığı riskini etkilediği görülmemiştir.
Başka bir gendeki VNTR uzunluk varyasyonu, saç kıvırcık da olsa düz de olsa erkek tipi kellik ile güçlü bir şekilde ilişkili bulunmuştur. Gen tarafından kodlanan proteinin saç köklerinin gücüne katkıda bulunduğu bilinmektedir.
Çalışmanın baş yazarlarından Bob Handsaker, “Bulgularımız bu VNTR’ lerin gerçekten güçlü etkileri olabileceğini gösteriyor” diyor ve ekliyor: “Genomun bu karmaşık bölgelerinin gerçekten önemli olabileceğine ve daha fazla çalışmaya ihtiyaç duyduğuna dair daha fazla kanıt var”.
Öncelikle Avrupa soyundan gelen insanlarda yapılan 118 protein kodlayan VNTR analizi, daha ileride yapılacak çalışmalar için bir yol haritası olmuştur. Genomda tahminen binlerce tekrar vardır. Daha farklı popülasyonlarda yapılacak olan VNTR analizleri, genetik tekrarların insan çeşitliliği ve hastalıktaki rolünü anlamak için daha geniş yeni fırsatlar yaratabilir.
