Pesach Benson • 3 Aralık 2025

Kudüs, 3 Aralık 2025 (TPS-IL) — Volkanik kraterlerde, kaplıcalarda ve denizaltı bacalarında yaşayan Dünya’nın en dayanıklı mikroorganizmalarından bazıları, çoğu yaşamı yok edecek aşırı sıcaklıklarda bile temel hücresel mekanizmalarını çalıştırmaya devam etme konusunda dikkate değer bir yetenek geliştirmiştir. Şimdi, İsrail’deki Weizmann Bilim Enstitüsü liderliğindeki uluslararası bir ekip, bu ısı seven mikropların kullandığı kimyasal hileleri, daha kararlı aşıların, daha iyi kanser tedavilerinin ve diğer tıbbi ve endüstriyel teknolojilerin kapısını aralayabilecek bir çalışmada ortaya çıkardı.

Hakemli Cell dergisinde yayınlanan çalışma, tüm organizmalarda protein üreten hücresel bir yapı olan ribozoma odaklandı.

Ribozomal RNA, üretildikten sonra kimyasal modifikasyonlara uğrar, ancak bu değişikliklerin kapsamı ve değişkenliği belirsizliğini koruyordu. Enstitünün Moleküler Genetik Bölümü’nden Prof. Shraga Schwartz, “Yakın zamana kadar RNA düzenlemesinin farklı bireylerin ribozomlarında homojen olduğuna ve çevreye bağlı olarak değişmediğine inanılıyordu” dedi. “Ancak, az sayıda türde düzenlemenin bazen dinamik olabileceği ve ribozom yapısının uyum sağlamasına izin verebileceğine dair kanıtlar birikmiştir.”

Mevcut yöntemler tek seferde yalnızca bir modifikasyonu tespit edebiliyordu. Schwartz’ın laboratuvarında Dr. Miguel A. Garcia Campos liderliğinde geliştirilen yeni bir yaklaşım, düzinelerce RNA örneği üzerinde 16 modifikasyonun aynı anda incelenmesine olanak tanıyor. Araştırmacılar, 10 tek hücreli türde modifikasyonları haritalandırdı ve daha önce incelenen dört türle karşılaştırdı, bilinçli olarak aşırı ortamlardan organizmalar seçti.

Sonuçlar çarpıcıydı.

Schwartz, “Çoğu bakteri ve arkede ribozomal RNA’da birkaç düzine modifikasyon bulunurken, hipertermofilik türlerde yüzlercesini bulduk” dedi. “Bir organizmanın doğal ortamı ne kadar sıcaksa, o kadar fazla düzenleme modifikasyonu gerçekleştirir.”

Ekip, bir türün sıcaklık değişikliklerine yanıt olarak RNA’sını yeniden düzenleyip düzenleyemeyeceğini test etti. Ilıman koşullara alışkın türler az sayıda değişiklik gösterirken, hipertermofiller dramatik bir esneklik sergiledi. RNA modifikasyonlarının neredeyse yarısı dinamikti ve büyüme sıcaklıkları arttıkça arttı. Sonuç olarak, ribozom yeniden yapılanmasının aşırı sıcakta hayatta kalmanın merkezinde yer aldığı sonucuna vardılar.

Üç tür modifikasyon sıcaklıkla birlikte arttı. Biri —metilasyon— neredeyse her zaman asetilasyonla birlikte ortaya çıktı. Schwartz, “Bu, modifikasyonların birlikte çalıştığı hipotezini ortaya çıkardı” dedi. Krakow’daki Prof. Sebastian Glatt’ın grubuyla çalışan ekip, modifikasyonları olmayan, her biri ayrı ayrı ve her ikisi birlikte olan RNA moleküllerini test etti. Schwartz, “Hem metilasyon hem de asetilasyon RNA’yı stabilize eder, ancak birlikte, bütün parçaların toplamından daha büyüktür” dedi.

Yapısal etkileri anlamak için ekip, Prof. Moran Shalev Ben-Ami’nin grubuyla ortaklık kurdu; bu grup, metilasyon enziminin aktif olduğu ve susturulduğu iki koşul altında ribozomları haritalamak için kriyo-elektron mikroskobu kullandı. Yüksek sıcaklıklarda metil grupları, yakındaki moleküllerle çok sayıda zayıf bağ oluşturarak ribozomu güçlendirdi ve yapısal boşlukları azalttı.

Keşif, ilaçlara bir metil grubu eklendiğinde bazen görülen ilaç etkinliğindeki dramatik artış olan farmasötik “sihirli metil”i açıklayabilir. Schwartz, “Şimdi, metilasyon ve asetilasyon gibi bazı RNA düzenleme değişikliklerinin izole edilmediği ve bunları sürekli bir kod olarak deşifre etmemiz gerektiği mümkün” dedi.

Bulgular tıp ve ilaç geliştirmeye yardımcı olabilir. Bilim insanları, hipertermofillerin RNA’yı kararlı kalmak için kimyasal olarak nasıl modifiye ettiğini ortaya çıkararak, RNA tabanlı aşılar, kanser tedavileri ve gen düzenleme araçları için büyük bir engel olan bozunmaya dirençli moleküller tasarlayabilirler.

Tıbbın ötesinde, çalışmanın endüstriyel uygulamaları var. Ribozomal adaptasyon hakkındaki bilgiler, mühendislerin zorlu koşullar altında verimli protein üretimi yapabilen mikroorganizmalar geliştirmelerine olanak tanıyarak biyoyakıt üretimi ve kimyasal sentezi iyileştirebilir. RNA modifikasyonlarının koordineli bir “kod” olarak işlev görebileceğinin keşfi, teşhis, biyosensörler ve çeşitli ortamlarda kararlı olan terapötikler için öngörülebilir özelliklere sahip özel tasarlanmış RNA moleküllerinin kapısını aralıyor.

RNA tabanlı aşılar, teşhisler ve tedaviler tıbbı yeniden şekillendirirken, Schwartz bu içgörülerin daha fazla atılımı tetikleyebileceğine inanıyor. “Doğal RNA düzenleme süreci milyarlarca yıllık bir iyileştirmeden geçti ve sırlarını çözmek, daha güvenilir ve verimli RNA tabanlı teknolojilerin geliştirilmesini sağlayabilir” dedi.