Otofaji ve Yoshinori Ohsumi
2016 Nobel Tıp Ödülü’ne, otofajinin işleyişini ayrıntılı olarak ortaya çıkarmasıyla bilim insanı Yoshinori Ohsumi almıştır.
Otofaji, hücre içi makro moleküller organellerin otofagozom adı verilen bir kesecik içine alınması drumunudur.Llizozom veya vakuol ile birleşerek parçalanmasıyla da sonuçlanan bir mekanizmadır.
Otofaji, kelime anlamı olarak Yunanca auto ayrıca phagein sözcüğünden türemektedir. Bu iki kavramın birleşmesiye kendi kendini yeme anlamına gelmektedir.
Hücrenin açlıkla karşılaştığı fizyolojik koşullarda, besin elde etmek için hücre içindeki yapıların nasıl parçalandığını ifade etmek amacıyla kullanılmıştır. (1)
Otofaji bilim insanları tarafından 50 yıldan uzun süredir bilinmesine rağmen fizyoloji ve tıp bilimi için hayati bir önem taşıdığı Yoshinori Ohsumi’nin 1990’larda yaptığı araştırmalar sonucunda ortaya çıkarılmıştır.
1990’larda Yoshinori Ohsumi ve ekibinin ekmek mayası üzerinde yaptıkları bir takım çalışmalar neticesinde, otofaji sürecinde yer alan temel genler belirlenmiştir.
Ohsumi, hücreler üzerinde belirlenen veriler ışığında bu mekanizmanın maya hücrelerinde olduğu gibi insan hücrelerinde de sonuç verip-vermeyeceğini ortaya koymaya çalıştı.
Bu çalışmaların ekmek mayası üzerinde yapılması hücre yapısı açısından üzerinde çalışması kolay olduğundan tercih edilmiştir. Bu sebeple insan üzerinde yapılan çalışmalar için model olarak kullanılması tercih edilen hücrelerdir.
Ohsumi’nin çalışmalarının sonucu, hücrenin kendi yapısal özelliklerini nasıl geri dönüşüme dahil ettiğini anlamamız için yeni bir referans kazandırdı.
Bu da açlığa uyum sağlama veya enfeksiyonlara yanıt vermeye dair çeşitli fizyolojik süreçlerde otofajinin merkezde önemli olabileceğini anlamamızı sağladı.
Ohsumi ve ilgili araştırmacıların çalışmaları bugün, otofajinin hücresel bileşenlerin yıkıma uğratılıp tekrar dönüştürülmesini sağlaması için fizyolojik işlevleri kontrol ettiğini bizlere gösteriyor.
Otofaji, hücresel bileşenlerin yenilenmesi için gerekli enerjinin ve yapı taşlarının hızlı bir şekilde elde edilmesini sağlıyor.
Açlık, hipoksi (oksijen yetmezliği) ve çeşitli stres koşulları, hücredeki otofajik aktiviteyi uyarmaktadır. Dolayısıyla açlığa ve diğer stres durumlarına karşı verilen hücresel tepkinin oluşmasında kritik bir rol oynuyor.
Otofajinin İçin Üç Farklı Mekanizma
Otofaji ayrıca hücrelerde hasar görmüş proteinlerin ve organellerin ortadan kaldırılmasında görev almaktadır. Yaşlanmanın getirdiği olumsuz etkilerin ortadan kaldırılması için önemli bir kalite kontrol mekanizması sağlamaktadır.
Hücrelerimizde birbirinden farklı, özelleşmiş bölmeler bulunmuştur. Lizozomlar bu bölmelerden biridir ve hücre bileşenlerinin sindirimi için gerekli enzimler içerirler.
1960’larda yapılan gözlemlerde otofagozom adı verilen yeni bir kesecik tipi keşfedilmiştir.
Otofagozom oluşurken hücresel bileşenleri, örneğin zarar görmüş proteinleri içine alıyor.
Sonunda lizozomla birleşiyor ve otofagozomun içindeki atık hücre bileşenleri burada daha küçük parçalara ayrılıyor. Bu süreç hücreye beslenme ve yenilenme için gerekli yapı taşlarını sağlıyor. (2)
Otofajinin gerçeklemesi için en az üç farklı mekanizma sürece dahil olmaktadır. Bunlar;
– Makrootofaji
– Mikrootofaji
– Şaperon aracılıklı otofaji
Makrootofaji: İlk akla gelen ve otofagozom oluşumunu içeren otofaji tipidir. Bu mekanizma; protein ve hasarlanmış hücre organellerinin parçalanmasını sağlamaktadır.
Seçici olmayan ya da son derece seçici olan bir süreç olarak iki şekilde işlev görebilmektedir. Bu süreçlerden birincisi açlığa bağlı ve seçici olmayan yol; ikincisi ise hedefe özgü ve selektif bir otofajik yoldur
Mikrootofaji: Sitoplazmik materyallerin lizozomal veya vakuoler membranın üzerinde bulunan küçük kesecikler tarafından çevrelenmektedir. Bu sebeple sindirilmesi olarak da tanımlamaktadır.
Şaperon aracılı otofaji (CMA): Bir sitozolik şaperonun amino asit diziliminde bir pentapeptiti tanıması ile başlar. CMA çoğu hücrede 12 saatlik bir açlık sonrasında maksimum aktivasyona ulaşır ve açlık devam ettiği sürece aktif kalır. (3)
Virüsler ve Otofaji
Son on yılda yapılan çalışmalar ise otofajinin, metabolizmanın düzenlenmesi, hücre farklılaşması, yaşlanma, hücre ölümü ve bağışıklık sistemin bir parçası olarak hücre içinde hastalığa neden olan her türlü maddenin yıkımında da etkili bir rol oynadığını ortaya koymuştur.
Viruslar sentezlenmelerine aracı oldukları proteinler vasıtası ile ya da hücrede stres yaratarak otofajiyi indükleyebilir ve bu uyarılar sonucu otofajiyi başlatabilmektedirler.
Bazı viruslar başlatılan otofajik akışa bir daha müdahale etmezken, bazıları kendi ihtiyaçlarına göre otofajik mekanizmanın belli basamaklarına müdahale ederler.
Bilinen otofaji indükleyicileri haricinde virüsların otofajik mekanizmaya nasıl müdahale ettiğine dair bazı araştırmalar yapılmış, bu araştırmalarda otofajiyi indüklediği görülen bazı virüsların aynı zamanda otofajik bozunumu inhibe ettikleri fark edilmiştir. (4)
COVID-19 sürecinin hakim olduğu bu zaman diliminde ramazan ayında oruç tutanların günün belli saatlerinde aç kalması, otofaji sistemini aktifleştirerek korona virüsüne ve doğuracağı sebeplere karşı, organizmada görev yapan hücrelerin tepki göstermesini sağlayacağından dolayı herhangi bir sorunun oluşmasına engel olabilir mi?
Ya da ramazan ayından sonraki süreç için otofaji sistemi değerlendirilebilir mi? Cevabı size bırakıyorum. 🙂
Covid-19’un futbola etkisini görmek için “Covid-19 ve Futbol Sektörüne Etkisi” başlıklı yazımızı da okuyabilirsiniz. 🙂
