Tuhaf bir bakteriyel enzim, araştırmacıların popüler CRISPR – Cas9 genom düzenleme sisteminin bile yönetemediklerini başarmasına izin verdi: mitokondri genomlarında, hücrelerin önemli enerji üreten yapılarında hedefli değişiklikleri.
Teknik ‘baz düzenleme’ adı verilen gen düzenlemesinin süper hassas bir versiyonunu temel alıyor. Araştırmacıların mitokondriyal genomdaki mutasyonların neden olduğu hastalıkları incelemek ve hatta tedavi etmek için yeni yollar geliştirmelerine izin verebilir. Bu tür bozukluklar çoğunlukla maternal olarak geçer. Hücrenin enerji üretme yeteneğini bozar. Mitokondriyal genomda nükleer genomla karşılaştırıldığında sadece az sayıda gen olmasına rağmen, bu mutasyonlar özellikle kalp dahil sinir sistemine ve kaslara zarar verebilir ve onları miras alan kişiler için ölümcül olabilir.
Ancak, bu tür hastalıkları incelemek zor oldu, çünkü mitokondriyal genomda aynı değişikliklerle hayvan modelleri yapmanın bir yolu yoktu.
İlginizi çekebilir: Gen Düzenleme İle (CRISPR) Dünyada İlk Kez Kalıtsal Körlük Tedavisi Deneniyor!
Genişletilmiş Araç Kutusu
CRISPR – Cas9, araştırmacıların, test edildiği hemen hemen her organizmada genomların istenilene göre ayarlanmasına izin verdi. Cas9 enzimini bilim adamlarının düzenlemek istediği DNA bölgesine yönlendirmek için bir RNA zinciri kullanılır. Bu, hücrenin çekirdeğindeki DNA için iyi çalışır, ancak araştırmacıların bu RNA’yı zarlarla çevrili mitokondriye yerleştirmesi mümkün değildir.
2018’in sonlarında, Cambridge, Massachusetts’teki MIT Geniş Enstitüsü ve Harvard’dan kimyasal biyolog David Liu, ülkenin dört bir yanından bir e-posta aldı: Seattle’da, Washington Üniversitesi’nde mikrobiyolog Joseph Mougous liderliğindeki bir ekip garip bir şey keşfetmişti, bir enzim. Burkholderia cenocepacia bakterisi tarafından yapılan bir toksindi ve DNA, Sitozin bazı ile karşılaştığında onu bir Urasil’e dönüştürüyordu.
İnsan hücrelerindeki DNA, birlikte sarılmış iki iplikten oluşur. Geçmişte Liu, DNA’yı kırmak ve enzimlerinin etki göstermesi için çözülmemiş, tek iplikli bir DNA bölgesi oluşturmak için Cas9 enzimine güvenmek zorundaydı. Cas9’a rehberlik eden RNA ipliklerine güvendiği için, bu teknik mitokondriyal genoma ulaşamazdı.
İlginizi çekebilir: DNA ‘mız hepimizi eşsiz mi yoksa aynı mı yapıyor?
Ancak Mougous’un ekibinin DddA olarak adlandırarak bulduğu enzim, onu kırmak için Cas9 enzimine güvenmeden doğrudan çift zincirli DNA üzerinde etkili olabilir. Bu, Liu ve Mougous’un mantıksal olarak DddA’yı mitokondriyal genomu elde etmek için uygun hale getirebilir.
Hastalıkları Keşfetmek
Teknik, nihayetinde mitokondriyal bozuklukları önlemek veya tedavi etmek için kullanılan mevcut yöntemleri tamamlayabilir.
Florida’daki Miami Üniversitesi’nden mitokondriyal genetikçi Carlos Moraes ve diğerleri, mitokondriye girecek ve zararlı mutasyon bölgesinde DNA’yı kesecek enzimler geliştiriyorlar. Kesimi onarmak yerine, mitokondri genellikle hasar görmüş DNA’yı bozar. Sonuç, genomun mutasyona uğramış kopyasından arınmış mitokondriler olur ve sonunda normal kopyanın yapıyı yeniden doldurmasına izin verir.
Cambridge Üniversitesi’nden mitokondriyal genetikçi Michal Minczuk: “Bu düzenleme yaklaşımı, mitokondrilerin genin yeterli normal kopyalarından yoksun olsa bile araştırmacıların bu mutasyonları düzeltmelerine izin verebilir.” dedi.
Tıbbi uygulamalar hala uzak olmasına rağmen, araştırmacılar, mitokondriyal mutasyonların etkilerini inceleyebilecekleri hayvan modellerini üretmek için yeni tekniği kullanarak kısa vadede fayda sağlayabilecekler.
İlginizi çekebilir: Üç Kanser Hastasını CRISPR ile bağışıklık sistemlerini düzenlemeyi başardılar.
Ülkü GÜNGÖR
