CRISPR, 10 yılı devirdi: Genetikte devrim yaratan teknolojinin hikayesi

"Makaleyi bugün yazıyor olsaydım, farklı bir başlık seçerdim"

CRISPR, Çinli bilim insanı He Jiankui'nin genetiği değiştirilmiş bebekler üretmesiyle tartışma konusu olmuştu (AP)

Gen düzenleme teknolojisi CRISPR'ın icat edilmesinden bu yana 10 yıl geçti.

Genetik hastalıklara çözüm sunma olanağıyla heyecan yaratan ama aynı zamanda etik tartışmalarını da beraberinde getiren bu teknoloji, 28 Haziran 2012'den bu yana bilim camiasının gündeminde.

İşte teknolojiye dair bilinenler ve hatırlanması gerekenler…

CRISPR nedir?

Tam adıyla CRISPR-Cas9 sistemi, araştırmacıların genomun çeşitli kısımlarına ekleme, çıkarma ya da DNA dizilimininde değişim yapmalarına olanak tanıyor.

fazla oku

Bu bölüm, konuyla ilgili referans noktalarını içerir. (Related Nodes field)

Şu anki en basit, çok yönlü genetik manipülasyon yöntemi olduğu için bilim camiasında büyük ilgi görüyor.

2012'de Jennifer Doudna öncülüğündeki bir ekip, canlının DNA'sını kesebilecek, izole edebilecek ve düzenleyebilecek bir uygulama geliştirdi.

Kısaca aktif bir Cas9 proteini, DNA’yı yüksek hassaslıkta ve doğrulukta kesebilmeleri için gereken tek şey o DNA’nın dizisini kesebilecek bir makastı.

Buradan hareketle DNA’nın bu baz dizisine denk gelen RNA molekülü oluşturuldu ve bu RNA molekülü Cas9 proteiniyle birleştirildi ve CRISPR-Cas9 teknolojisi ortaya çıktı.

DNA'nın istenen bölgesinden kesim yapabilmeyi sağlayan bu teknoloji iki önemli molekülden oluşuyor:

Cas9 enzimi: Genomun belirli yerlerinden iki DNA iplikçiğini kesebilen "moleküler bir makas". Bu enzim, DNA parçalarının eklenip çıkarılmasına olanak tanıyor.

Rehber RNA: Daha uzun bir RNA iskeletinin içindeki, önceden tasarlanmış küçük (yaklaşık 20 bazlık) bir RNA diziliminden oluşuyor. Bu dizilimin rehberliği sayesinde Cas9 enzimi doğru yerleri kesiyor.

"Makaleye farklı başlık seçmeliydik"

10 yıl önce Jennifer Doudna ve meslektaşları, bakteri genleri üzerinde yaptıkları bir deneyin sonuçlarını yayımlayarak CRISPR'ı halka ve bilim camiasına duyurdu.

Haziran 2012'de hakemli bilimsel dergi Science'ta yayımlanan araştırma, kısa süre içinde modern biyolojideki en önemli adımlardan biri haline gelse de ilk etapta manşetleri süslemedi.

Dr. Doudna, bunun nedenini makaleye attıkları anlaşılmaz başlığa bağlıyor: "Uyarlanabilir Bakteriyel Bağışıklıkta Programlanabilir Çift RNA Kılavuzlu DNA Endonükleaz".

Kaliforniya Üniversitesi Berkeley'de görev alan biyokimyager, "Bu makaleyi yayınladığımızda çok net düşündüğümü hatırlıyorum. Bir yarışta başlama düdüğünü çalmak gibiydi" diyor:

Sanırım makaleyi bugün yazıyor olsaydım, farklı bir başlık seçerdim.

Sistem hastalıklarla mücadelede ne işe yarıyor?

CRISPR-Cas9, genetik bileşene sahip çok sayıda tıbbi rahatsızlığın tedavisinde kullanılabilir. Bunlar arasında kanser, hepatit B, yüksek kolesterol ve hatta kalp hastalıkları da yer alıyor.

Örneğin, ABD merkezli biyoteknoloji firması Verve Therapeutics yetkilileri, insan genomunu düzenleyerek kalp krizlerin önüne geçmeyi hedeflediklerini açıklamıştı. Geçen yıl duyurulan, maymunların üzerinde yapılan deney sonuçları CRISPR'ın kalp krizine karşı etkili olabileceğini göstermişti.

Bunun yanı sıra bazı biyoteknoloji firmaları sistemi kalıtsal kan hastalıklarını yok etme amacıyla da kullanıyor. 12 Haziran'da ABD merkezli firma CRISPR Therapeutics ve Vertex'ten araştırmacılar, orak hücreli anemi veya beta talasemi hastası 75 gönüllünün katıldığı klinik deneylerin sonuçlarını açıklamıştı. Bu hastalıklar, kırmızı kan hücrelerinde oksijen taşıyan bir protein olan hemoglobini bozuyor.

Ancak deneylerin ardından beta talasemi hastası 44 hastadan 42'sinin artık düzenli kan nakline ihtiyaç duymadığını bildirilmişti. Orak hücreli anemi hastalarında da hastaneye başvurmalarını gerektiren semptomların kaybolduğu görülmüştü.

CRISPR Therapeutics ve Vertex, yıl sonuna kadar tedaviyi resmi onaya sunacak.

Etkileri tıbbın ötesine uzanıyor: "Gen düzenleme çağındayız"

Öte yandan, CRISPR'ın etkisi tıbbın çok ötesine uzanıyor. Evrimsel biyologlar, teknolojiyi Neandertal beyinlerini incelemek ve kuyruksuz maymunların (ape) kuyruklarını nasıl kaybettiklerini araştırmak için kullanıyor.

Teknolojinin bir diğer kullanım alanı da bitkisel gıdaları daha sağlıklı olacak şekilde düzenlemek. Örneğin Birleşik Krallık'taki araştırma merkezi The John Innes Center'da mayıs ayında yapılan çalışmada provitaminlerle (doğal yollarla vitamine dönüşebilen madde) donatılmış özel domatesler tasarlanmıştı.

Bazı uzmanlara göre CRISPR'la geliştirilen ürünler yakında süpermarket raflarında yerini alabilir.

Harvard Üniversitesi'nden biyolog David Liu, "İnsan genini düzenleme çağı gelmiyor" ifadelerini kullanıyor:

Zaten burada.

 

 

Hayvan deneyleriyle ilgili etik tartışmaları

Gen düzenleme teknolojileri, tıp ve bilimsel araştırmalarda önemli ilerlemelerin fitilini ateşlese de etik tartışmalarını da beraberinde getiriyor.

Bu tartışmaların önemli bir kısmını hayvanlar üzerinde yapılan genetik mühendisliği çalışmaları teşkil ediyor. Genetiği değiştirilmiş hayvanların refahıyla ilgili tartışmalar, Dünya Hayvan Sağlığı Örgütü'nün yönergeleri doğrultusunda sürdürülüyor.

Hayvanlarla ilgili endişeleri artıran önemli bir CRISPR çalışması bu senenin mart ayında gelmişti. ABD merkezli biyo-teknoloji firması InBio'da görev alan bir araştırma ekibi, alerjik reaksiyonların ana sorumlusu olan proteinin üretilmesini sağlayan iki geni kedi hücrelerinden silmeyi başardığını açıklamıştı. Böylelikle alerji yapmayan kedilerin üretilmesinin önü açılmıştı.

Yankı uyandıran bir başka çalışma ise Japonya'daki bilim insanlarının, CRISPR-keselileri olmuştu. RIKEN enstitüsünden araştırmacılar, CRISPR'ı kullanarak genetiği değiştirilmiş ilk keseli hayvanı 2021'de üretmiş ve tek seferde bir dizi albino keseli sıçanın üretilmesini sağlamıştı.

Genetiği değiştirilmiş hayvanların refahıyla ilgili tartışmalarsa Dünya Hayvan Sağlığı Örgütü'nün yönergeleri doğrultusunda sürdürülüyor.

Genetiği düzenlenmiş bebekler infial yarattı

CRISPR'la ilgili en derin etik sorusu ise gelecek nesillerin genetiğini değiştirmek üzere teknolojinin embriyolar üzerinde kullanılması.

Bu, Çinli biyofizikçi He Jiankui'nin HIV'e karşı direnç kazandırma amacıyla insan embriyolarını düzenlediği 2018'e kadar sadece fikirsel bir tartışmaydı.

Dr. He'nin değiştirilmiş embriyolardan üçünü, Shenzhen'de kadınlara implante etmesi tartışmayı gerçek kıldı. Dr. He, embriyoların DNA'sından CCR5 adlı bir genin bir parçasını keserek bebeklere HIV'e karşı direnç kazandırmayı umuyordu. Çünkü bu mutasyonu doğal olarak taşıyan insanlar nadiren HIV'e yakalanıyor.

Dr. He bu olayın ardından 2019'da "yasadışı tıbbi uygulamalar" nedeniyle hapis cezasına çarptırılmıştı.

MIT Technology Review, nisan ayında doktorun serbest bırakıldığını bildirmişti. Şu anda yürüme çağındaki üç çocuğun sağlık durumu hakkında çok az şey biliniyor.

Dalhousie Üniversitesi'nde biyoetik uzmanı Françoise Baylis, kamuoyunun henüz bu tür tartışmalarla boğuşmaya hazır olmadığını ifade ediyor:

İnsanları daha iyi yapmak ve daha iyi insanlar yapmak arasında fark var.

 

Independent Türkçe, New York Times, Bilimfili, CRISPRTX, MIT Technology Review, Üsküdar Üniversitesi

 

© The Independentturkish

DAHA FAZLA HABER OKU