CRISPR’A Yepyeni Bir Yaklaşım! Gen Düzenlemesi Kusursuza Ulaşabilir!..

Bugünün araştırmacılarının gen düzenlenmesinde kullandıkları CRISPR yöntemi DNA zinciri üzerindeki istenmeyen (hastalık oluşturucu) genlerin çıkarılması ve yerine istenen(sağlıklı) genlerin konulması mantığına dayanıyor.

Bu teknik genel itibariyle iyi çalışıyor, fakat bazı durumlarda sinyal yolaklarının verdiği hatalar sonucunda yanlış düzenlemeler ile karşılaşılabiliyor. Ayrıca her dokuda alınan başarı oranları birbirleri ile karşılaştırıldığında önemli bir tutarsızlık gözler önüne seriliyor. Tüm bu nedenlerden ötürü bilim insanları; CRISPR ile yeni bir düzenleme tekniği bulabilmek için ormandaki aç bir aslan gibi av peşindeler.
Şimdi ise Harvard ve MIT’in Broad Enstitüsündeki araştırmacılar DNA’daki gen bölgelerini kesmeden sadece ayırarak zararlı genleri baskılayıp yerine geçebilecek sağlıklı genleri ekleyebilen yepyeni bir protein keşfetti!
Bu buluş gelecekteki gen düzenleme yolu ile yapılacak olan tedavilerin daha güvenli ve verimli çalışmasına yardımcı olmuş olabilir.
Araştırmacılar, keşfedilen bu proteinin tüm insan dokularına eşit ve maksimum verim sağlayabilmesinin önemini vurguladı. Ayrıca CRISPR yöntemine uyarlanabilmesi için daha fazla araştırma ve deney yapılması gerektiğini söyledi.

DAHA İYİ GEN DÜZENLEMESİ

Günümüzde CRISPR’ın içerisinde bulunduğu birden fazla sistem mevcut. Fakat kullanılan tüm yöntemler bakterilerin doğal koruma mekanizmalarının virüsler üzerine uygulanarak onları etkisiz hale getirme temeline dayandırılmıştır. Bakteriler doğal olarak enfekte edici bir virüsün RNA’sının bir parçasını kesip virüsü hatırlayabilmeleri ve ileride oluşabilecek saldırıdan kendilerini koruyabilmesi için kendi genomlarına virüsten kesilen RNA parçasını ekleyebilirler. Bakterilerin bu basamakları işlemek için kullandıkları sistem bir gen düzenleme aracı haline gelmeden önce bile CRISPR olarak biliniyordu.
Sonra 2012’de araştırmacılardan Jennifer Doudna ve Emmanuelle Charpentier, Cas9 adlı CRISPR’da var olan proteinin (CRISPR da bir protein) genomdaki belirli noktalarda genleri kesmek ve eklemek için programlanabilecek bir versiyonunu geliştirdi. Bu gelişme, son birkaç yıl içinde patladığını gördüğümüz CRISPR araştırmasının temelini oluşturdu.

Cas9 proteininin kesip ekleme yapabilen yepyeni versiyonu bazen “Hedef Dışı” olarak bilinen olmadık genom bölgelerine ekleme veya kesi yapan şaşkın genler yarabiliyor. Bilim insanları bu hataların büyük sorunlar getirmeyeceğini ve göz ardı edilebileceğini söyleseler de insan vücudunda oluşan bu küçük genom hatalarının ileride büyük kalıtsal sorunlara sebep olması insanoğlunun karşılacabileceği olası bir tehlikedir.
5 Temmuz 2019 Cuma günü Science dergisinde yayınlanan bir makale gen düzenlemesinde; “Hedef Dışı” olarak bilinen hatalı kesim olayından kurtulabilmeyi yepyeni bir gen düzenlemesi tekniğiyle çözüme kavuşturmayı vaat ediyor.
Bu yeni yöntem, düzenlemeyi yapmak adına, temel CRISPR’da gördüğümüz DNA’nın her iki zincirinin de kesilmesi olayı yerine CRISPR ile ilişkili transposaz(CAST) olarak adlandırılan proteinle, hedeflenen bölgeye yapılan gen ekleme ve çıkarmaları yönetecek. Böylece DNA’nın çift zincirini kesmeye gerek kalmadan gen düzenlenmesi gerçekleşmiş olacak.

KESİMİN OLMADIĞI BİR CRISPR

Başlığı okurken bile bizi heyecanlandıran bu taptaze gen düzenleme yönteminin vücudumuzda yarattığı etki.. Gerçekten bu sistemin uygulanabileceğini düşündüren bilim insanlarının çabasıyla şüphesiz doruğa ulaşıyor.
Bu yöntem ilk açık çekini ünlü CRISPR araştırmacısı Feng Zhang’ın da dahil olduğu Broad Entitüsünden ve CRISPR’ın keşfedilmesinde büyük emeği olan MIT’deki McGovern Enstitüsü’nden oluşan bir ekipten geliyor. Bu ekip ilhamını “Atlama Genleri” olarak da bilinen transpozonlardan aldı. Transpozonlar düzenlemenin yapıldığı ana mekan olan DNA zincirleri üzerindeki genomlarda rahatça hareket edip konum değiştirebildiğinden kullanılan isimde herhangi bir uyumsuzluk görünmüyor.

Transpozonların gen mutasyonları ile de savaşması bu yöntemi güçlendirmenin yanında bazı tehditleri de beraberinde getiriyor. Tüm proteinlerde olduğu gibi hatalı transpozonlar da yok değil. Bu durum transpozonların kendi kendine yeni mutasyonlara yer açması ve büyük tehlike oluşturması anlamına geliyor. Araştırmacılar için bu sistemdeki kilit durum transpozonların kendilerini gen birimlerinin arasına DNA’yı parçalamadan sokabilmeleridir.
Araştırmacıların karşı karşıya kaldıkları bu soruna gelen çözüm ilginç bir yerden geldi: ” BAKTERİLER…”
Genlerin kendilerini DNA üzerindeki genom dizilerinin içine sokmalarını sağlayan Scytonema hofmanni ve Anabaena cylindrica adlı iki bakteriden transpozaz olarak bilinen proteinler çıkarıldı. Araştırmacılar, transpozaz proteinini, bir genin yerleştirilmesi gereken genomdaki kesin yere yönlendiren” Cas12k” adlı bir CRISPR ile ilişkili (CAS) enzimle birleştirdi.
Araştırmacılar merakla beklenilen deneme aşamasında elde edilen tüm CAST sistemlerini Escherichia coli bakterilerinde test etti. Test sonucunun kesin ve verimli olduğunu ve mevcut CRISPR sistemlerine iyileşme getirdiğini gözlemledikleri söylendi.
Yepyeni, taptaze ve insan aklının yoğun katkı sağladığı CAST gen düzenleme sistemleri, bakteri dışındaki hiçbir varlıkta(buna insanoğlu da dahil) test edilmemiş olsa da geleceği inşa edecek yeni nesilden daha akıllı ve daha verimli gen düzenleme sistemleri için söz almak kabul edilebilir bir durum olsa gerek…