İnsanın Akrabalarına Ait En Eski Genetik Kalıntı 2 Milyon Yıllık Bir Dişte Bulundu!

Yazar: Ewen Callaway
Çeviren: Canberk Köroğlu
Düzenleyen: Zeynep Eş Köse

Homininlerin -insanlar ve eski akrabaları- yedi milyon yıl önce Afrika'da ortaya çıktıklarını biliyoruz ancak araştırmacılar, son çalışmalarında bulunmuş en eski genetik datayı (kalıntıyı) 2 milyon yıl önce Afrika’da yaşamış homininlerin diş fosillerinden elde etti.

Protein dizileri, 3 Temmuz'da bioRxiv sunucusunda yayınlanan bir ön baskı makalede açıklanan, Güney Afrika'da bulunan bir mağarada bulunan 𝙋𝙖𝙧𝙖𝙣𝙩𝙝𝙧𝙤𝙥𝙪𝙨 𝙧𝙤𝙗𝙪𝙨𝙩𝙪𝙨 diş fosillerinden elde edildi.

Bilim insanları bu buluşu heyecanla karşılarken, Viyana Üniversitesi’nde arkeolog bilim insanı olarak görev alan Katerina Douka “Bu inanılmaz bir sonuç. Fosiller o kadar eski ki neredeyse taşa dönüşeceklermiş.” dedi.
Her ne kadar heyecanlanılsa da bilim insanları uzun yıllardır bu tarz buluşların evrimsel bağlantıları anlamak için nasıl yardımcı olacağından emin değil. "Bunun ne kadar kullanışlı olacağını henüz kimse bilmiyor," diyor İtalya Turin Üniversitesi'nden bir biyomoleküler arkeolog olan Beatrice Demarchi.

Geçen yıl, araştırmacılar Grönland permafrostunun iki milyon yıllık örneklerinden genetik diziler elde ettiler ve korunmuş en eski eski DNA keşfinin rekorunu kırdılar. Ancak DNA’nın sıcak iklimlerde daha hızlı bozulduğunu bildiklerinden İspanya'da yeraltı bir çukurda bulunan 400.000 yıllık Neandertal genomunun bir parçasını dizilemek için canla başla uğraştılar ve başardılar.

Proteinler genellikle DNA'dan daha dayanıklıdır, bu da araştırmacıların moleküler kaydı daha geriye götürmelerine olanak tanır. Bunun ışığında 2016 yılında Demarchi'nin ekibi, Tanzanya'daki devekuşu (𝙎𝙩𝙧𝙪𝙩𝙝𝙞𝙤𝙣𝙞𝙙𝙖𝙚) yumurtalarından 3,8 milyon yıl kadar eski protein dizileri elde etti.

Birkaç yıl sonra, Kopenhag Üniversitesi'nden (KU) bir protein kimyageri olan Enrico Cappellini liderliğindeki bir ekip, İspanya'da 𝙃𝙤𝙢𝙤 𝙖𝙣𝙩𝙚𝙘𝙚𝙨𝙨𝙤𝙧 adı verilen bir türün yaklaşık 800.000 yıllık kalıntılarından diş proteinleri dizisi çıkardı.

2023 çalışmasında, KU'daki Cappellini liderliğindeki bir ekip - protein bilimci Claire Koenig, moleküler biyolog Ioannis Pastramanis ve moleküler biyolog Palesa Madupe - Johannesburg'un 40 kilometre kuzeybatısında bulunan Swartkrans mağarasından kalın yapılı bir hominin türü olan ve diğer eski insan türleriyle nasıl ilişkili olduğu tartışılan 𝙋. 𝙧𝙤𝙗𝙪𝙨𝙩𝙪𝙨’dan 4 diş örneği aldı ve bu dişlerin mine tabakasından aldıkları örnekleri kütle spektrometresi (Mass-Spectrometry) tekniğiyle analiz etti. Böylece bu kalıntılardaki amino asit dizileri hakkında güçlü bir dataya sahip olmuş oldular.

Buldukları bir proteinin (amelogenin-Y) insanlarda Y kromozomu üzerindeki bir gen ile üretilmesi onlara buldukları dişlerin bir erkeğe ait olduğunu sonucunu ortaya çıkardı. Bulunan 4 dişin 2 tanesinde bu protein var olduğundan dişlerin başka bireylerden alındığı ortaya çıktı. Her ne kadar sonuç dişlerin bir erkeğe ait olduğunu gösterse de 2 dişten bir tanesi küçük boyutu sebebiyle yapılan testlerden önce dişlerin bir dişiye ait olabileceği öngörülmüştü. Geriye kalan diğer 2 diş ise bu proteini içermediğinden ve bu proteinin X kromozomu versiyonuna sahip olduğundan dişi bireylere ait olduğu ortaya çıkmış oldu.

Dört örnekte de aynı amino asitlerin yaklaşık 400'ünün dizilenmiş olması araştırmacıların 𝙃𝙤𝙢𝙤 𝙨𝙖𝙥𝙞𝙚𝙣𝙨, Neandertaller (𝙃𝙤𝙢𝙤 𝙣𝙚𝙖𝙣𝙙𝙚𝙧𝙩𝙝𝙖𝙡𝙚𝙣𝙨𝙞𝙨) ve son 200.000 yılda yaşamış olan Sibirya'da bulunan Denisovanlar adlı homininlerin birbirlerine diğerlerinden daha yakın akraba olduklarını doğrulayan basit bir evrimsel ağaç oluşturmalarına olanak sağladı. Douka’ya göre başka bir bağlantı çıksa büyük bir sürpriz olabilirdi.
𝙋𝙖𝙧𝙖𝙣𝙩𝙝𝙧𝙤𝙥𝙪𝙨 𝙧𝙤𝙗𝙪𝙨𝙩𝙪𝙨’taki diş minesi proteini kalıntısında bulunan dizi farklılıkları, türün kendi içinde de çeşitliğe uğradığını gösterdi.

Capellini ve çalışma arkadaşlarına göre, “Eski kalıntıların genetik verilerinden bir evrimsel ağaç oluşturmak, "paleoantropoloji için potansiyel olarak dönüştürücü bir ilerleme" olarak kabul edilebilir.”. Ayrıca antik-protein çalışmalarının 𝘼𝙪𝙨𝙩𝙧𝙖𝙡𝙤𝙥𝙞𝙩𝙝𝙚𝙘𝙪𝙨 𝙖𝙛𝙖𝙧𝙚𝙣𝙨𝙞𝙨 gibi birçok fosili bulunmuş türlerin hominin aile ağacında nerede bulunduğunu öğrenmede büyük bir rol oynayacağını da eklediler.

Her ne kadar Capellini ve ekip arkadaşları bu çalışmaların faydalı olacağını savunsa da diğer bilim adamları, jürinin, antik proteinlerin, şu anda büyük ölçüde kemik şekillerinden inşa edilen hominin evrimi ağacına fikir birliği getirmeye yardımcı olup olmayacağı konusunda ne düşüneceğinden hâlâ kararsız.

Diş minesinde sınırlı varyasyon olduğu için, Londra'daki Francis Crick Enstitüsü'nde paleogenetikçi olan Pontus Skoglund, Capelli’nin aile ağacını oluşturmak için kullandığı 425 amino asitin, 1997’de dizilenen ve 360 tane mitokondriyal DNA baz çifti içeren ilk Neanderthal dizilerinden daha az bilgi içerdiğine dikkat çekiyor. Şu anki genel görüşe göre; kemik şekli muhtemelen ilişkileri çözmede eski proteinlere göre daha güvenilir bir yol olabilir. Bu nedenle evrimsel antik-proteomikte hala kat edilmesi gereken uzun bir yol var.
Demarchi, antik-protein çalışmalarının kesin güvenilir olarak görülmesinin daha erken olduğu görüşüne katılıyor ancak antik-proteinler sayesinde fosil parçalarının cinsiyetinin bulunmasına çok heyecanla yaklaştığını da ekliyor. Boyuta dayalı cinsiyet farklarının yanlışlıkla tür farklılıklarına atfedilmesi veya tam tersi, yazımızda daha önce de bahsettiğimiz gibi oldukça olası bir durum. Örneğin, 𝙋. 𝙧𝙤𝙗𝙪𝙨𝙩𝙪𝙨 fosilleri başlangıçta başka, daha küçük bir Güney Afrika hominini olan erkeklere atfedilmişti. Belki şimdilik tam anlamıyla aile ağaçları oluşturmamızda güvenilir bir araç olarak görülmese de antik-protein çalışmaları bunun gibi yaygın yanlışları düzeltmede çok etkili bir araç olabilir.

Antik-proteomik çalışmalar geliştikçe, araştırmacılar bu çalışmaların tahrip edici (destructive sampling) örnekleme maliyetlerini dengeleme konusunda da önemli rol oynayacağını söylüyorlar. Skoglund'un laboratuvarı, fosilleri protein içeriği açısından tarayabilen tahrip edici olmayan yöntemler üzerinde çalışıyor. "Fosilleri örneklendirme kararları alınırken başarısızlık riskinin göz önünde bulundurulması önemlidir." cümlesini de ekliyor.

𝙆𝙖𝙮𝙣𝙖𝙠𝙘̧𝙖:
Callaway, E. (2023, July 10). Oldest genetic data from a human relative found in 2-million-year-old teeth. Nature News. https://www.nature.com/articles/d41586-023-02242-z
Callaway, E. (2023). Oldest genetic data from a human relative found in 2-million-year-old teeth. Nature, 619(7970), 446–446. https://doi.org/10.1038/d41586-023-02242-z