fbpx
Connect with us

Genetik

Yeni Bir Çalışma DNA Replikasyonlarının En Büyük Gizemlerinden Birisini Çözdü

Published

on

Üreme doğanın en büyük sihirlerinden birisidir. Yakından izlediğinizde gözünüzün önünde tek bir hücreden neredeyse aynı iki kopyaya ürediğini göreceksiniz. Moleküler genetik üzerinde yarım yüzyılı aşkın süredir devam eden bir araştırmalar neticesinde bu biyolojik durumun çözüldüğünü düşünebilirsiniz. Ancak durum hiç de öyle değil. Son teknolojiyi kullanan araştırmacılar, DNA’nın kendi replikasyonunu nasıl katladığını gösteren önemli detayları ortaya çıkardı. Florida Eyalet Üniversitesi’nden moleküler biyolog David Gilbert, “Bu oldukça gizemli oldu” diyor. Replikasyon onu bozmak için sarf edilen tüm çabalara karşı esnek bir yapı sergiledi.

Bu durum araştırmacılar tarafından detaylı bir şekilde tarif edildi. Farklı hücre tiplerinde değiştiği ve hastalık halinde bozulduğu gösterildi. Ancak araştırmacılar şimdiye kadar son parçayı, kontrol öğelerini ya da onu kontrol eden DNA dizilerini bulamamıştı. Konuyla ilgili herhangi bir ders kitabını açın; deoksiribonükleik asidin (DNA) filamentlerinin ne kadar uzun süredir yapboz gibi davrandığını, zekice kimya ve bir dizi endüstriyel proteinin kullanımıyla neredeyse aynı ipleri oluşturduğunu gösteren diyagramlar bulacaksınız. Birçoğumuz, bu enzimatik büyücülüğün ayrıntılarına dokunma lüksüne sahibiz. Ancak araştırmacılar için sürecin saf karmaşıklığının – özellikle de memeliler gibi organizmalarda – çözülmesi zor oldu. Tüm iyi sihir numaralarında olduğu gibi burada da zamanlama son derece önemli.

Bununla birlikte, düzenleyici proteinlerle uğraşmak, beklenenden daha fazla bir fark yaratmıyor gibi görünüyor. Bu da üremenin ardındaki kesin ritmin kendisine etki eden DNA molekülü ile daha fazla alakası olduğunu göstermektedir. DNA replikasyonunun zamanlamasını düzenleyen kimyasal mimariyi ortaya çıkarmak için, Gilbert ve ekibi , CRISPR olarak bilinen yeni teknolojiye yöneldi ve hangi faktörlerin farklılık yarattığını tespit etmek için fare kromozomlarını kullandı. CRISPR, tehdit eden virüslerin genlerini tanımlamak için kullanılan bakteri prosesine dayanan moleküler bir araçtır. Spesifik bir genetik kod tespit edildiğinde, CRISPR ile ilişkili enzimler, dizeyi içeri sokup parçalayabilir ve tehdidi etkin bir şekilde ortadan kaldırabilir. Araştırmacılar sistemi herhangi bir DNA dizisini kesmek için kullanabilir. Gilbert, fare embriyonik kök hücrelerinin DNA mimarisi içindeki çeşitli yapıları hedef almak, etraflarını değiştirmek veya tamamen kesmek için kullandı. İlk odak, CCCTC bağlama faktörü (CTCF) olarak adlandırılan bir protein için bağlanma bölgeleriydi.

Bu protein, tüm transkripsiyon sürecini düzenlemeye yardımcı olarak, DNA’nın farklı operasyonel süreçlerini yöneten yerleri aramak için doğal bir yer haline getirmektedir. Ancak bunlarla uğraşmak, çoğaltma işlemlerinin gerçek zamanlaması üzerinde çok az etkiye sahiptir. burada başka bir şey bulunmalı. Bu sanal iğneyi samanlıkta bulmak, biraz şanstan fazlasını gerektirir. Ekip DNA süreçlerinin 3D bir analizini çıkardı. Spesifik olarak, CTFC ile ilişkili sınırların dışında birkaç kilit yer belirlendi. Onları kırmak kaosa neden oldu – çoğaltma zamanlaması atıldı, DNA mimarisinin kendisi zayıfladı ve transkripsiyon kaçırıldı. Gilbert , ‘Bu öğelerin kaldırılması, segmentin çoğaltma zamanını sürecin en başından sonuna kadar kaydırdı’ diyor. Elde edilen sonuçlar sağlık ve patoloji üzerine yeni araştırmalara yol açacak. Araştırmacılar, DNA replikasyonunun zamanlamasından sorumlu mekanizmaları tam olarak belirleyerek, belirli hastalıklara yol açan süreçleri ortaya çıkarabilir. Gilbert , ‘Farklı bir yerde ve zamanda çoğalırsanız, tamamen farklı bir yapıyı birleştirebilirsiniz’ diyor.
Kaynak: https://www.sciencealert.com/new-study-solves-the-decades-old-mystery-on-how-dna-manages-its-own-replication

Genetik

50 yıl önce dondurulan koç spermleri başarılı bir şekilde döllendi

Published

on

1968’den bu yana Sidney’deki bir laboratuvarda saklanan meninin buzları çözüldü ve sadece 12 ay boyunca dondurulmuş spermlerinki kadar yüksek canlı doğum oranıyla sonuçlanan, 34 Merinos koyununu döllemek için başarıyla kullanıldı. Sidney Üniversitesi Ziraat Enstitüsü Yaşam ve Çevre Bilimleri Fakültesi’nden Doçent Simon de Graaf, “Bu açık bir şekilde spermin uzun süreli dondurularak depolanmasının canlılığını göstermektedir. Sonuçlar sıvı azottaki 50 yıllık dondurulmuş depolamaya rağmen verimliliğin korunduğunu göstermektedir” dedi. Doçent Simon de Graaf “Kuzular geçen yüzyılın ortalarındaki Merinos koyunlarda görülen, cilt yüzey alanını ve yün verimlerini en üst düzeye çıkarmak için seçilmiş bir özellik olan vücut kırışıklıklarına sahip. Merinos cinsi koyun, o zamandan beri kıvrımlar koyun kırpmada ve sinek üşüşmesinde zorluklara yol açtığı için tercih edilmez oldu.”dedi.

Doçent Doktor Simon de Graaf ve Dr Jessica Rickard

Bu projedeki meslektaşı Dr Jessica Rickard, “Bunun, dünyadaki herhangi bir türün saklanan en eski spermleri olduğuna ve kesinlikle yavrular üretmek için kullanılan en eski sperm olduğuna inanıyoruz” dedi. Doçent de Graaf en çok ilgisini çekenin henüz yayınlanmamış olan bulguların, üreme biyolojisi ve genetik yönler olduğunu söyledi. “Artık yün endüstrisinin 50 yıllık seçici üreme dönemindeki genetik ilerlemesine bakabiliriz. O zamanlardan beri daha iyi ve daha verimli koyunlar üretmeye çalışıyoruz” dedi. “Bu bize kıyaslama ve karşılaştırma için bir kaynak veriyor.” Dr. Rickard, Sydney Ziraat Enstitüsü’nde doktora sonrası McCaughey Araştırma Görevlisidir. Hayvan Üreme Grubu’ndaki çalışmaları ile Sydney Üniversitesi’ndeki veterinerlik ve biyolojik bilimlerde güçlü hayvan üreme araştırma geleneğini sürdürmektedir.

Koyun spermleriı (Resim: Sidney Üniversitesi)

Rickard, saklanan spermin suni döllenme için uygun olup olmadığını belirlemek için orijinal çalışmayı yaptı. Bu, (-196) derecede büyük sıvı azot kaplarında küçük topaklar halinde depolanan spermin çözülmesini içerir. O ve arkadaşları, 50 yaşındaki spermin hareketliliğini, hızını, canlılığını ve DNA bütünlüğünü belirlemek için sperm kalitesi üzerinde in vitro (İn vitro, sıklıkla biyoloji ve tıp alanlarında kullanılan ve “laboratuvar ortamında ya da yapay koşullarda” manası taşıyan bir terimdir. Örneğin, yapay ortamda hazırlanmış doku örnekleri ya da bakteri ekinleri üzerinde denenen herhangi bir ilacın etkisi “in vitro” olarak çalışılmış olur.) testler yaptılar. Dr. Rickard, “Bu sonuç için şaşırtıcı olan, 50 yıl boyunca dondurulmuş sperm ile bir yıl boyunca dondurulmuş sperm arasında hiçbir fark bulamadık” dedi. Döllenmiş 56 koyundan 34’ü başarıyla hamile kaldı. 19 hayvandan yakın zamanda alınan dondurulmuş spermlerle 1048 dişi döllenmiş ve bu dişilerden 618 tanesi başarılı bir şekilde hamile kalmıştır.

1968 yılında spermleri dondurulan koçlardan birisi

Bunlar karşılaştırıldığında, 50 yaşındaki sperm için yüzde 59′, son zamanlarda dondurulmuş sperm için yüzde 61 başarılı hamilelik oranı demektir ki bunlar istatiksel olarak eşittir.  Orijinal meni örnekleri, 1960’larda Walker ailesinin sahip olduğu koçlardan bağışlandı. 1968’de Dr. Steven Salamon tarafından dondurulmuş olan örnekler, Walkers’ın sahip olduğu, 1963’te doğan ‘Sir Freddie’ de dahil olmak üzere dört koçtan geldi. Walker ailesi şimdi Yass Plains ‘Woolaroo’da, 8000 koyuna sahip ve Sidney Üniversitesi’ndeki çalışmalara hala destek sağlamaktadır.

Editör / Yazar: Zahide Solak

Kaynak: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/03/190317150422.htm

Continue Reading

Genetik

Bill Gates’den Laboratuvar ürünü etlerin CRISPR tekniğiyle üretilmesine destek

Published

on

İçlerinde Bill Gates ve Richard Branson gibi isimlerin de olduğu girişimcilerin desteğini alan Memphis Meats adlı şirket CRISPR tekniği ile laboratuvar ortamında et üretmeye hazırlanıyor.

Hayvan hücreleri kullanılarak laboratuvar ortamında et üretildiğini birçoğumuz duymuştur. Son günlerde adını sıkça duyduğumuz başka bir gelişme de bilim insanlarının DNA üzerinde değişiklik yapmasına olanak veren CRISPR yöntemi.

Business Insider’a (BI) göre ise en az iki girişim, yukarıda bahsedilen yöntemleri birleştirmeye hazırlanıyor. CRISPR tekniği ile laboratuvar ürünü etlerin birleşimi sonucu, sürdürülebilir yiyecek alanında yeni kapıların açılabileceği ifade ediliyor.

Laboratuvar ortamında et üreten Memphis Meats şirketi, Bill Gates ve Richard Branson gibi teknoloji dünyasının önde gelen isimlerinden aldığı destekle iki patent başvurusu yapmış gibi görünüyor. Söz konusu birliktelik neticesinde CRISPR yöntemiyle gerçek tavuk ve kırmızı et dokusu üretilebilecek.

BI’ın elde ettiği bilgiye göre patentlerden biri, tavuk ile büyükbaş hayvan hücreleri vasıtasıyla beslenme alanında kullanılacak çizgili kas üretimi üzerine odaklanıyor.

Daha çevreci ve ucuz et üretimi

Bir Memphis Meats sözcüsü, “Ürünlerimizi halk sağlığı ile çevreyi daha iyi gözetecek biçimde geliştirebilecek ve insanlara ucuz ürün sunabilecek yöntemler üzerinde çalışıyoruz.” ifadelerini kullanmış. Aynı sözcü, CRISPR yöntemiyle üretilen etlerin tüketicilere ulaşıp ulaşmayacağı konusunda bir yorum yapmaktan kaçınmış.

Laboratuvar ürünü etlerin CRISPR yöntemiyle üretilme ihtimali ise özellikle hayvan hakları savunucuları için önemli gelişmeler vadediyor. Bilim insanları halihazırda, laboratuvar ürünü et üretmek için “büyükbaş cenin serumu” denen bir karışım kullanıyorlar. Besin zengini olan bu serum; kesilmek üzere tutulan ve hamile olan ineğin cenininden, kapalı bir ortamda kan alınması yöntemiyle hazırlanıyor. Haliyle de söz konusu yöntem birçok insanın tepkisini çekiyor.

Eğer başarı sağlanabilirse, kesim etlere göre CRISPR tekniği ile üretilen etlerin hücre kalitesi artacak. New Age Meats CEO’su Brian Spears ise daha lezzetli, sağlıklı ve sürdürülebilir ete kavuşma şansımız olacağını iddia ediyor.

Editör / Yazar: Ezgi SEMİRLİ

Kaynak: https://www.businessinsider.com/silicon-valley-startups-using-crispr-chicken-beef-memphis-meats-new-age-meats-2019-3

Continue Reading

Bilim

Gen Terapisi Doğuştan Sağır Fareleri Kalıcı Olarak İyileştirdi

Published

on

Soldaki resim insan kulağının şematik bir gösterimidir. Ses dalgaları kulak kepçesi ve kulak kanalından oluşan dış kulak tarafından toplanır. Kulak zarı ve kulak kemiklerinden oluşan orta kulak ses dalgalarını, işitme mesajlarını merkezi sinir sistemine iletmekten sorumlu işitme organı kohleanın bulunduğu iç kulağa iletir. Sağdaki resim, kohlea içindeki işitsel duyusal epitel hücrelerinin immünofloresan görüntüsünü gösteriyor. İç saç hücrelerindeki (inner hair cells) otoferlin immunofloresan boyayla yeşile boyanır. Otoferlin bu hücrelerin hemen hepsinde bulunur. İç kısım, aktarılmamış bir iç saç hücresini gösteren yüksek büyütme alanıdır.

Miami, Columbia ve San Francisco üniversiteleri ile işbirliği içinde, Institut Pasteur, Inserm, CNRS, Fransa’da Collège de France, Sorbonne Üniversitesi ve Clermont Auvergne Üniversitesi’nden bilim adamları, doğuştan genetik sağırlığın en sık görülen vakalarından birini temsil eden işitme bozukluğu olan DFNB9 sağırlığı olan yetişkin bir farenin tekrardan duyabilmesini sağladılar. DFNB9 sağırlığına sahip kişiler, işitsel duyusal hücre sinapslarında ses bilgisini iletmek için gerekli olan bir protein olan otoferlin’i kodlayan gende bir defekt olduğu için duyamazlar. Bilim adamları bu genin, yetişkin bir DFNB9 fare modelinde kohlea içine enjeksiyonunu gerçekleştirerek, işitsel sinaps fonksiyonunu ve işitme eşiklerini normal seviyeye yakın bir şekilde başarıyla geri döndürebildiler. PNAS dergisinde yayınlanan bu bulgular, DFNB9 hastalarında gelecekteki gen terapisi denemeleri için yeni yollar açmaktadır.  Sendromsuz doğuştan sağırlık vakalarının yarısından fazlasının genetik bir nedeni vardır ve bu vakaların çoğu (~yüzde 80) otozomal resesif sağırlık formlarından (DFNB) kaynaklanmaktadır. Kohlear implantlar şu anda bu hastalarda işitmeyi sağlayabilmek için tek seçenektir.
Adeno ile ilişkili virüsler (AdenoAssociatedViruses), insan hastalıklarını tedavi etmek için terapötik gen aktarımı için en umut verici vektörler arasındadır. AAV bazlı gen terapisi, sağırlığın tedavisi için umut verici bir terapötik seçenektir, ancak uygulanması potansiyel olarak dar bir terapötik pencere ile sınırlıdır. İnsanlarda, iç kulak gelişimi uterusta tamamlanır ve yaklaşık 20 haftalık gebelikte işitme mümkün olur. Ek olarak, doğuştan sağırlığın genetik formları genellikle yenidoğan döneminde teşhis edilir. Bu nedenle, hayvan modellerinde gen terapisi yaklaşımları bunu hesaba katmalı ve işitme sistemi zaten mevcutken, bir gen enjeksiyonundan sonra gen terapisi etkinliği gösterilmelidir. Başka bir deyişle, terapi mevcut sağırlığı tersine çevirmelidir. CNRS araştırmacısı İşitme Ünitesi Genetiği ve Fizyolojisi (Institut Pasteur / Inserm) ve projenin koordinatörü Saaïd Safieddine başkanlığındaki ekip, doğuştan genetik sağırlık vakalarının yüzde 2 – yüzde 8’ini oluşturan DFNB9 fare modelini kullandı.  DFNB9 sağırlığına, iç saç hücresi sinapslarında ses bilgisinin iletilmesinde kilit rol oynayan bir protein olan otoferlini kodlayan gendeki mutasyonlar neden olur. Otoferlini eksik olan mutant fareler, algılanabilir duyusal epitelyal kusurların bulunmamasına rağmen bu sinapslar, ses uyarımına cevap olarak nörotransmiterleri serbest bırakamadıkları için duyma gerçekleşmez. Bu nedenle DFNB9 fareleri, geç bir aşamada uygulandığında viral gen terapisinin etkinliğini test etmek için uygun bir model oluştururlar. Bununla birlikte, AAV’ler sınırlı DNA paketleme kapasitesine (yaklaşık 4.7 kilobaz (kb)) sahip olduklarından, bu tekniği, kodlama bölgesi (cDNA) 6 kb olan otoferlin kodlayan gen gibi 5 kb’yi geçen genler için kullanmak zordur. Bilim adamları, ikili AAV stratejisi olarak bilinen bir AAV yaklaşımını uyarlayarak bu sınırlamayı aşmışlardır, biri otoferlin cDNA’nın 5′-ucu ve diğeri 3′-ucunu içeren iki farklı rekombinant vektör kullanır. Yetişkin mutant farelerde vektör çiftinin tek bir kohlea içi enjeksiyonu, 5 ‘ve 3’-uç DNA segmentlerini yeniden birleştirerek otoferlin kodlama bölgesini yeniden yapılandırmak için kullanıldı, ardından bu iç saç hücrelerinde otoferlin ekspresyonunun uzun süreli restorasyonuna yol açtı ve daha sonra da işitme yetisi geri kazanıldı. Böylece bilim adamları, iki vektör kullanılarak kohleada parçalanmış cDNA’nın viral transferi kavramının ilk kanıtını elde etmişler, bu yaklaşımın farelerde otoferlin üretmek ve kalıcı sağırlık fenotipini kalıcı olarak düzeltmek için kullanılabileceğini göstermişlerdir. Bilim adamları tarafından elde edilen sonuçlar, DFNB9 sağırlığı olan hastalarda lokal gen transferi için terapötik pencerenin, düşünülenden daha geniş olabileceğini ve bu bulguları diğer sağırlık biçimlerine genişletme umudunu ortaya koymaktadır. Bu sonuçlar dosyalanan patent başvurusunun konusudur. Birinci paragrafta belirtilen kurumlara ek olarak, bu araştırma, Fransız Tıbbi Araştırma Vakfı, Avrupa Birliği (TREAT RUSH) ve Fransız Ulusal Araştırma Ajansı (EargenCure ve Lifesenses LabEx) tarafından finanse edildi.
Editör/Yazar: Zahide Solak
Kaynak: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190219111643.htm

Continue Reading

Öne Çıkanlar