Oksijen, hücresel yaşamın temel yakıtıdır. Ancak tümörler, kalp krizi bölgeleri veya yüksek irtifalar gibi pek çok fizyolojik ve patolojik durumda hücreler oksijensiz kalmak zorunda kalır. Bu 'hipoksi' durumunda hücreler, hayatta kalmak için gen ifadesini köklü biçimde yeniden düzenler.

Bu düzenleyici sürecin merkezinde HIF (Hipoksi ile İndüklenen Faktör) adlı transkripsiyon faktörleri yer alır. HIF proteinleri, gen düzenleyici bölgelerdeki 'hipoksi yanıt elementleri'ne (HRE) bağlanarak yüzlerce genin ifadesini değiştirir. Ne var ki bilim insanları uzun süredir şaşırtıcı bir durumun farkındaydı: Genomda tanımlanan HRE'lerin yalnızca yaklaşık yüzde biri, hipoksi sırasında gerçekten HIF tarafından işgal ediliyor. Peki geri kalan yüzde doksan dokuz ne işe yarıyor? Ve hipoksiye yanıtta başka hangi faktörler rol oynuyor?

Yeni bir çalışmada araştırmacılar bu soruyu yanıtlamak için MOA-seq (MNase ile tanımlanmış sistrom doluluk analizi dizileme) adlı ileri bir genomik tekniği kullandı. Bu yöntem, sabitlenmiş hücre çekirdeklerinde transkripsiyon faktörlerinin DNA'ya bağlandığı noktaları 30 baz çiftinin altında bir hassasiyetle saptayabiliyor; bu çözünürlük, daha yaygın kullanılan ATAC-seq gibi yöntemlerin çok ötesinde.

Araştırmacılar, insan göbek kordon toplardamarından elde edilen endotel hücrelerini hem normal oksijen koşullarında hem de yüzde bir oksijen içeren hipoksik ortamda inceledi. Elde edilen 'sistrom haritası', yani tüm transkripsiyon faktörü bağlanma bölgelerinin genomik envanteri karşılaştırıldığında, hipoksinin çok sayıda yeni bağlanma bölgesini aktive ettiği görüldü.

Özellikle dikkat çekici olan bulgu şu: Daha önce sadece 'açık kromatin' olarak tanımlanan geniş genomik bölgelerin içinde, transkripsiyon faktörlerine ait ince ve özgün bağlanma izleri gizleniyordu. MOA-seq bu izleri ilk kez net biçimde ortaya koyabildi.

Bu bulgular, damar hücrelerinde hipoksiye verilen genomik yanıtın sandığımızdan çok daha zengin ve karmaşık olduğunu gösteriyor. HIF faktörlerinin yanı sıra, kimliği henüz tam olarak belirlenmemiş başka transkripsiyon faktörlerinin de bu süreçte etkin rol oynadığı anlaşılıyor. Söz konusu faktörlerin tanımlanması, kalp-damar hastalıkları, kanser ve iskemi gibi hipoksiyle ilişkili patolojilerde yeni terapötik hedeflerin kapısını aralayabilir.

Çalışma, eLife dergisinde yayımlandı.