Nematod Caenorhabditis elegans (C. elegans),
biyolojik ve temel tıbbi araştırmalar için popüler bir model haline gelen çok
hücreli bir organizmadır. Gelişimsel ve evrimsel süreçler, hücre kaderi
spesifikasyonu, kök hücre düzenlemesi, tümörijenez ve yaşlanma dahil olmak
üzere biyolojinin birçok yönüyle ilgili temel soruları keşfetmek için bir model
sistem olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. C. elegans ayrıca
canlı hayvanların yüksek verimli ilaç taraması için, (özellikle onkojenik
sinyal yollarını hedefleyen ilaçların fenotipe dayalı yüksek verimli taraması
ve terapötik hedeflerin tanımlanması için) ideal bir model sistem olarak kabul
edilmiştir çok uygun bir organizma haline getirmiştir, çünkü:
1) dokuları tüm gelişim aşamalarında şeffaftır,
2) in vivo fizyolojik ve hücresel süreçleri
incelemek için dokuya özgü floresan transgenik belirteçler iyi oluşturulmuştur,
3) çok sayıda mutant suş mevcuttur,
4) tüm genom dizilimi tamamlanmıştır,
5) kısa bir ömre (20-30 gün) ve güçlü bir genetik yapıya
sahiptirler ve
6) memeli hastalıklarının çeşitli yönleri C.
elegans'da başarılı bir şekilde modellenebilmektedir.
Nematodlar
ve insanlar neredeyse bir milyar yıllık evrimle ayrılmış olsalar da C.
elegans homologları, insan genlerinin %60-80'i için tanımlanmıştır ve
apoptoz, hücre sinyali, hücre döngüsü, hücre polaritesi, metabolizma ve
yaşlanma dahil olmak üzere birçok biyolojik süreç için C. elegans ve
memeliler arasında korunmuştur. Ek olarak, genetik çalışmaların uygulanma
kolaylığı, gelişimi ve yaşlanmayı düzenleyen yolların genetik olarak
aydınlatılmasına katkı sağlamıştır. Dolayısıyla, bu özellikler C. elegans'ı
nörodejenerasyon ve kanser dahil çeşitli patolojilerde yer alan genlerin
ve yolların aydınlatılmasına sistematik bir yaklaşım sağlayan ideal bir model
haline getirmektedir. Bugüne kadar yapılan çalışmalarda C. elegans'ın bu
özelliklerinden yararlanan araştırmacılar, spesifik gen mutasyonlarının
organizma düzeyinde tümör gelişimi ve sonucu üzerindeki işlevsel etkisini hızlı
bir şekilde değerlendirmek ve yeni antikanser ilaçları taramak için C.
elegans'ı başarıyla kullanmışlardır. C. elegans üzerine yapılan
önemli çalışmalardan bir diğeri de yaşlanma üzerine olmuştur Yaşlanmanın
genetik olarak düzenlenebileceğinin keşfedilmesiyle, farmakolojik ve diyet
müdahaleleri de dahil olmak üzere model organizmalarda özellikle C. elegans
modelinde yaşam süresini uzatmak için çok sayıda strateji kullanılmıştır. Bir
diğer ilgi çekici araştırma konusu ise yara iyileşmesidir. Yara
iyileşmesi üzerine araştırmalar büyük ölçüde sıçan, fare ve diğer hayvan
modellerine dayanmaktadır. Ancak, hayvanların araştırmalarda kullanılmasından
kaynaklanan katı etik konulara ilişkin alternatif bir hayvan modelinin sahaya
getirilmesi gerekmektedir. Bu bağlamda minyatür bir model nematod olan C.
elegans, yara iyileşmesinde araştırmacıların büyük ilgisini çekmektedir.
Ayrıca, C. elegans, ozmotik, diyet, oksidatif, hipoksik, ısı ve ağır
metal stresi dahil olmak üzere çok çeşitli çevresel etkileri incelemek için
popüler bir araştırma modelidir. Ek olarak, Radyasyon biyolojisinde
radyasyonun gelişim, hareket, öğrenme ve yaşlanma gibi hayati fonksiyonlar
üzerindeki etkileri C. elegans kullanılarak incelenmiştir.
Büyüme,
metabolizma, kanser ve yaşlanma çalışmalarında küçük boyutu, büyük kuluçka
boyutu, yetiştirme kolaylığı, düşük bakım masrafı, uzun vadeli dondurarak
saklama, hızlı üretim süresi, şeffaflık, değişmez hücre sayısı, gelişimi
beslemesi yine bu oldukça önemli avantajıdır. Bu bağlamda model organizma
olarak sağladığı avantajlar ile hayvan deneylerindeki zorluk, maliyet
yüksekliği ve etik kaygılarda göz önünde bulundurulduğunda iyi bir
alternatif olarak karşımıza çıkmaktadır. Her solucan birkaç gün
içinde 200'den fazla yavru üretebilmektedir, bu nedenle çalışmak için çok fazla
malzemeye sahip olmak için çok uzun süre beklemek gerekmemektedir. C.
elegans 20-30 gün yaşamaktadır ve tüm somatik hücre bölünmeleri 36 saatlik
bir süre içinde gerçekleşmektedir, dolayısıyla gelişimsel biyoloji açısından C.
elegans, karmaşık gelişim süreçlerini nispeten kısa bir sürede incelemek
için mükemmel bir fırsat sunmaktadır. Her solucanın 1000'den az hücresi vardır;
hücre soyu değişmezdir ve tamamen tanımlanmıştır, bu nedenle herhangi bir
nedenle işlerin ne zaman ve nerede yanlış gittiğini tam olarak belirlemek
mümkündür. Bu, bütün bir organizma içinde tek hücre çözünürlüğünde gelişimi
çalışabileceği anlamına gelmektedir. Bu nedenlerle, C. elegans bir model
organizma olarak geniş çapta popülerdir.
C. elegans’ın model
organizma olarak yetiştirilmesi, sürdürülebilirliği ve stabilizasyonu oldukça
önemlidir. Ulusal Sağlık Enstitüleri-Araştırma Altyapı Programları Ofisi (P40
OD010440) tarafından desteklenmekte olan Caenorhabditis Genetics Center’den (CGC,
Minnesota Üniversitesi) temin edilen suşlar Sivas Cumhuriyet Üniversitesi İleri
Teknoloji Araştırma ve Uygulama Merkezi (CÜTAM) C. elegans
laboratuvarlarında (laboratuvarımız bu merkeze kayıtlıdır) Dr. Öğretim Üyesi
Şeyda BERK ve öğrencileri tarafından kültürü ve devamlılığı sağlanmış, steril
koşullarda dondurulup stoklar oluşturulmuş ve aşağıda belirtilen C. elegans
ile ilgili deneyler optimize edilmiştir. Dolayısıyla Sivas Cumhuriyet
Üniversitesi İleri Teknoloji Araştırma ve Uygulama Merkezi (CÜTAM) C.
elegans laboratuvarları başta üniversitemiz olmak üzere ülkemiz genelinde
bilimsel araştırmalar yapmak isteyen araştırmacılar için fırsat sunmaktadır.
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi İleri Teknoloji Araştırma ve Uygulama Merkezi (CÜTAM) C. elegans laboratuvarlarımızda optimize olan ve sürdürülen C. elegans ile ilgili analizler: