Moleküler evrim araştırmalarının temel dayanağı, proteinler arasındaki homoloji ilişkilerinin dizi hizalamaları aracılığıyla test edilmesine dayanmaktadır. Bu çerçeve evrimsel biyolojide son derece başarılı bir yol kat etmiş olsa da düşük dizi benzerliğinin hâkim olduğu “alacakaranlık bölgesi” (twilight zone) ve işlevi henüz bilinmeyen proteinlerin oluşturduğu giderek büyüyen veri birikimi karşısında ciddi sınırlılıklar sergilemektedir. Protein dil modelleri (protein language models, pLM), bu sınırlılıkların aşılmasında alternatif bir yaklaşım olarak öne çıkmaktadır.
Trends in Genetics dergisinde yayımlanan bu forum çalışmasında Fernández ve araştırmacı ekibi, pLM gömülerinin moleküler evrim araştırmalarına nasıl yeni bir perspektif kazandırabileceğini tartışmaktadır. Araştırmacılar, bu gömülerin biyokimyasal, yapısal ve işlevsel özelliklere ilişkin bilgileri açık bir denetim olmaksızın örtük biçimde temsil ettiğini öne sürmektedir. Çalışmanın temel vurgusu şudur: pLM gömüleri, evrimsel sürecin kendisini değil, doğal seçilim ve genetik sürüklenmenin dizi uzayında bıraktığı izleri yansıtmaktadır. Bu ayrımın gözetilmesinin, gömülerin evrimsel çıkarımlar için titiz biçimde kullanılabilmesi açısından kritik öneme sahip olduğu belirtilmektedir.
Araştırmacılar, gömü uzayındaki yakınlığın dizi kimliği düşük olduğunda dahi paylaşılan yapısal ve işlevsel özellikleri yansıtabildiğini aktarmaktadır. Bununla birlikte pLM gömülerinin bire bir ortologlar ile paraloglar arasında belirgin bir farklılık ortaya koyamadığı, dolayısıyla işlevsel korunumu işlevsel diverjanstan doğrudan ayırt edemediği ifade edilmektedir. FANTASIA gibi araçların ise gömü temelli benzerliği kullanarak hayvan yaşam ağacındaki “karanlık proteom”u (işlevi bilinmeyen proteinler bütünü) genom çapında karakterize etmek için kullanılabildiği belirtilmektedir. Araştırmacılar ayrıca pLM’lerin eğitim verilerindeki eşitsiz tür temsili nedeniyle yanlılıklaraaçık olduğunu ve gömü uzayı geometrisinin bu dengesizliklerden etkilenebildiğini vurgulamaktadır.
Fernández ve, pLM’lerin klasik moleküler evrim yaklaşımlarının yerini almayı değil, onları tamamlamayı hedeflediğini; ancak ikisi birlikte kullanıldığında mümkün olanın sınırlarını genişlettiğini savunmaktadır. Araştırmacılar, gömülerin yalnızca benzerlik araması için bir yardımcı olarak değil, evrimsel modellerin kurulumunu yeniden biçimlendirebilecek bağlama duyarlı öncüllerolarak ele alınması gerektiğini öne sürmektedir. Filogenetik açıdan dengeli veri setleri kullanan ya da karşılaştırmalı genomik sinyaller içeren yeni model mimarilerinin geliştirilmesi de önerilen yaklaşımlar arasında yer almaktadır. Bu sentezin, protein dizilerinin evrimini anlamaya yönelik araştırma gündemini köklü biçimde dönüştürme potansiyeli taşıdığı değerlendirilmektedir.
Yazar: Melissa ÖNER
Editör: Damla ÖZDEMİR
Referans: Fernández, R., Valverde, S., Bombarely, A., Cases, I., Handley, S. A., & Rojas, A. M. Rethinking molecular evolution through protein language model embeddings. Trends in Genetics (2026). https://doi.org/10.1016/j.tig.2026.05.014
-Bioinforange Bilimsel Haber Servisi-
Haber Yazıları, 20> Etki Faktörlü Q1 dergilerinde yayınlanan (listesi için tıklayınız)
bilimsel araştırmaların ekip arkadaşlarımız tarafından incelenip derlenmesi ile hazırlanmaktadır.
