KES-KOPYALA-YAPIŞTIR CRISPR-CAS9 SİSTEMİ

0
223

Genleri modifiye edebilmek ya da tamamen değiştirebilmek mümkün mü? Yani DNA’yı kesip içinden kanserli veya hastalık taşıdığını düşündüğümüz parçayı çıkarmak ya da DNA zincirine yeni parçalar yerleştirmek, tıpkı bilgisayara yazı yazar gibi, kes-kopyala-yapıştır yöntemi gibi DNA’yı yeniden düzenlemek, CRISPR-CAS9 sistemi ile artık daha hızlı, ucuz ve kolay.

Bakteriler son derece öldürücü virüsleri dahi içeren yaşanması çok zor çevreler olmak üzere birçok doğal habitatta egemendirler. Bunun nedeni; bakterilerin reseptör mutasyonu, restriksiyon modifikasyonu gibi çok sayıda doğal bağışıklık benzeri sistemlere sahip olmasıdır. 1987’de Escherichia Coli bakteri DNA’sını inceleyen bir grup bilim insanı, tekrarlanan DNA dizileri keşfettiğinde bu motiflerin ne işe yaradığını kimse çözememişti. Daha sonra bu DNA dizilerini, gen makası sistemi CRISPR ‘’Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats’’ türkçe açılımıyla ‘’Düzenli Aralıklarla Bölünmüş Palindromik Tekrar Kümeleri’’ şeklinde adlandırdılar. 1995 yılına geldiğimizde bu dizilerin birçok farklı bakteri türünde daha bulunduğu keşfedilecekti. 2007 yılında ise nihayet CRISPR dizilerinin bakteriler tarafından virüslere karşı bir savunma mekanizması olarak kullanıldığı keşfedildi. Bakteriler, Cas9 enzimini kullanarak ‘guide’ (rehber) RNA dizisi ile DNA çift zincirini spesifik hedefleyerek kesip, inaktif hale getirebiliyorlardı. Yani Cas9 enzimi sayesinde bakteri, virüs DNA’sına özgün işlem yapıp ona bağlanarak, virüs DNA’sını parçalayıp etkisiz hale getiriyordu.

CRISPR-CAS9’un keşfi sayesinde bugün yeni bir DNA devriminin başlangıcına tanıklık ediyoruz. Genlerle oynamak denilince hemen akla ütopik senaryoların başında olan ‘’sipariş bebekler’’ ya da ‘’süper insan’’ fikirleri geliyor. Fakat bu fikirler hala filmlerde görebileceğimiz tarzda bir ütopya olur. Bu sistem, insan sağlığından tarıma kadar geniş bir yelpazede uygulama potansiyeline sahip. Bilim insanları CRISPR-CAS9 sisteminin insan genom hücrelerinde (yumurta, sperm, embriyo) uygulanıp uygulanmaması konusunda etik yönden görüş ayrılığına sahip. Bu sistem insan DNA’sının kendini onarma özelliğinden faydalanarak genetik değişimi vadediyor. Bunun için bir proteininin değiştirilmesi planlanan DNA sarmalının belirlenen noktasına yönlendirilerek, proteinin üzerinde bulunduğu DNA sarmalını büyük bir hassasiyetle kesmesi sağlanıyor. Bu aşamada DNA üzerinde yapılması planlanan değişikliğin kodu, DNA’nın kendini onarmaya başlamasıyla birlikte yapıya ekleniyor. Böylece DNA’nın yeniden yapılanma süreci yeni DNA koduyla gerçekleşiyor. Teorik olarak beklenen etki bu yönde. 2016 yılında bilim insanları bu yöntemi kullanarak fareler üzerinde ciddi bir kas hastalığını iyileştirmeyi başardılar. Science dergisinde yayınlanan üç farklı makaleye göre, bilim insanları CRISPR yöntemini kullanarak farelerde Duchenne musküler distrofi (DMD) hastalığına neden olan genin hatalı bölümünü kesip çıkarmayı başardılar ve böylece farelerin vazgeçilmez bir kas proteinini üretmesini sağladılar. Bu deneylerle CRISPR ilk defa tüm vücuda ulaştırılmış ve genetik bir hastalığı olan yetişkin bir canlı tedavi edilmiştir. İngiltere’de ise; CRISPR sistemi kullanılarak tüp bebek tedavisi görmüş ve fazla embriyoları laboratuvarda dondurucularda depolanmış ailelerin izinleriyle, sağlıklı embriyolar kusurlu hale getirildi. Genlere müdahale edebilmek için döllenmiş insan yumurtasına çok hassas bir iğne sokularak CRISPR enjekte edildi. Ancak genleriyle oynanmış embriyolar, kontrollü bir şekilde öldürüldü.

Bu konuda daha detaylı atılımları genetik bilimler konusunda yasal boşluğu daha çok olan bir ülke olan Çin yaptı. Sichuan Üniversitesi’nden Onkolog Lu You liderliğinde yürütülen kanser tedavisi çalışmasında, bu teknik kullanılarak bağışıklık hücreleri modifiye edilerek, metastazlı küçük olmayan akciğer kanseri hücrelerine karşı vücudun savunma mekanizması güçlendirilmeye çalışılıyor. Bu denemeye 2016’nın Temmuz ayında etik onay veren Çin Hükümeti, CRISPR ile düzenlenen T hücrelerini 28 Ekim 2016 tarihinde ilk kez bir hastaya enjekte etti. Araştırma Nisan 2018’de sonuçlandırılacak. Çin’in CRISPR-CAS9 sistemini kullanarak en az 11 klinik araştırması, şimdiye kadarsa 86 kişinin genlerinde oynama yaptığı biliniyor. 2015’ten beri ise; böbrek, akciğer, karaciğer ve boğaz kanserli 36 hasta üzerinde CRISPR tedavisine gitti. Bu hastalardan alınan kanserli hücreler CRISPR ile değiştirilerek tekrar hastaların vücutlarına entegre edildi. Diğer Çin araştırmaları CRISPR’i HIV, esophaegeal kanseri ve lösemiyi tedavi etmek için kullanmaya çalıştı. Son olarak bu sistem kullanılarak bilim insanları tarafından kök hücre yaratıldı. Fareden alınan cilt hücrelerindeki tek bir genin harekete geçirilmesi, cilt hücrelerini kök hücrelere dönüştürmek için yeterli oldu. Arktik buzulunda binlerce yıl önce donmuş mamut DNA’ları üzerinde çalışan Harvard Üniversitesi’nden Prof. George Church’un 2019 yılındaki hedefi; bir filin embriyosuna, mamut DNA’sı ekleyerek mamut-fil hibriti bir canlı yaratmak. Yenilikçi yaklaşım, değerli bir hücre türü olan kök hücreleri üretmek için daha basit bir teknik sunma potansiyeline sahip ve hücreleri yeniden programlama sürecine önemli bilgiler sağlayacak. Bu teknoloji kullanılarak hızla nesli tükenen türleri veya çok soy içi üreme geçirmiş canlıları bularak, onların hayatta kalma şansını arttırılabilir.

Şu anda tarımda da aktif olarak kullanılan CRISPR sistemi ile bugüne kadar birçok bitkinin genomu modifiye edildi. Modifiye edilen bitki türleri arasında; çeltik, mısır, domates, buğday, şeker portakalı, patates, elma, asma, kavak, yonca ve tütün gibi önemli tarım ürünleri mevcut. Ürünlerin kalitelerinin artırılmasına yönelik bu çalışmalar her ne kadar genomda belli bir bölgeye göre tasarlanmış olsada, yanlış bölgeye bağlanıp kesim yapması sonucunda istenmeyen mutasyonlara da sebep olabilir. Aynı şekilde insan genomunda gerçekleşecek olan mutasyonların, gelecek nesillere kalıtım yoluyla aktarılabilir olması, bilim insanların daha çok araştırma ve çalışma yapmaya sevk ediyor.

Biyolojide son 30 yılın en iyi gelişmesi olarak görülen CRISPR-CAS9 sistemi gelecekte kurtarıcımız mı yoksa kâbusumuz mu olacak bilinmez ama bilim insanları CRISPR-Cas9’un, insan genomu üzerindeki uygulamalarında güvenlik sorunlarının aşılması durumunda çok sayıda yarar sağlayacağı konusunda hemfikirler. Diğer yandan bu metotla tetiklenecek pek çok felaket senaryosu da tartışmalar arasında. Bunların başında insan türünün artık tasarlanabilir bir nesneye dönüşmesi geliyor. Yeni nesillerin bu sistem ile sadece hastalıklara karşı korunması ‘’kurtarıcı’’ olabilir. İnsan türünün ideal olan standarda göre ‘’sipariş’’ üzerine tasarlanması ise ‘’kabus’’a dönüşebilir.

Pisalı Leonardo Fibonacci, Rönesans öncesi Avrupa’nın en önde gelen Matematikçisidir. Fibonacci için, “Matematik’i Araplar’dan alıp, Avrupa’ya aktaran kişi” denilebilir. Tahmini 1170 yılında İtalya’nın Pisa şehrinde doğan Fibonacci’nin kesin doğum tarihi bilinmemektedir. Babası Guglielmo’nun takma adı Bonaccio idi ve bu ad, iyi tabiatlı veya sade ruhlu anlamına gelmekteydi. Annesi Alessandra, Leonardo 9 yaşındayken öldü. Leonardo babasının takma adını miras olarak aldı. İtalyanca Filius Bonacci, Bonacci’nin oğlu anlamına gelmekteydi ve Leonardo bu nedenle Fibonacci diye anılmaya başlandı. Babası Guglielmo Cezayir’in Bejaila limanı ile İtalya’nın Bugia kenti arasında bir ticaret postasını idare etmekteydi. Genç bir çocuk olan Leonardo babasına yardım etmek için onunla seyahat ederdi. Burada Hint-Arap sayı sistemini öğrendi. Babası ile birçok Akdeniz ülkesini gezen Fibonacci, dönemin önde gelen matematikçileri ile çalışma olanağı bulmuştur. Leonardo yaklaşık olarak 1200 yıllarında bu seyahatinden dönmüş ve 1202 yılına gelindiğinde 32 yaşında, öğrendiklerini “Abaküs kitabı” veya “Hesaplama Kitabı” anlamına gelen Liber Abaci isimli eserinde toplamıştır. Yayınladığı bu eserinde Hint-Arap Sayı Sistemi’ni Avrupa’ya duyurmuştur. Bu kitapta, ilkokulda öğrendiğimiz temel matematik (toplama, çarpma, çıkartma ve bölme) kurallarını birçok örnek vererek anlatmış. Araplardan öğrendiği biçimiyle, Hint rakamlarını sayılama yöntemlerini tanıtan bölümlerden sonra satış fiyatı, kâr, ücret ve karışım hesapları gibi gündelik yaşamı ilgilendiren bölümlere, arkasından da kimi eski Yunan, Çin ve Mısır gibi uygarlıklardan derlenmiş çeşitli bilmecelere yer vermiştir.

Fibonacci adını günümüze taşıyan ‘’İndirgemeli Dizilerin’’ ilk örneği olan ünlü ‘’Fibonacci Sayıları’’ ya da ‘’Fibonacci Dizisi’’de aynı kitapta tanıtılmıştır. Diziyi ilginç kılan şey ise, ilk olarak dizinin küçük üyelerinin doğada, beklenmedik yerlerde karşımıza çıkmasıdır; bitkiler, böcekler, çiçekler vb. şeylerle ilgili olarak… İkinci neden; oranların limit değeri olan 0,618033989 sayısının çok önemli bir sayı olmasıdır. ‘’Altın Oran’’ diye adlandırılan bu sayı Leonardo Da Vinci’nin resimlerinden eski Yunan tapınaklarına kadar birçok sanat eserinde ve doğada karşımıza çıkan bir sayıdır. Üçüncüsü ise; sayılar teorisinde beklenmedik biçimde farklı birçok kullanımı olmasıdır. Bu sayı dizisi, doğadaki birçok oluşumun düzeninde bulunduğu varsayılan Altın Oranı kapsar ve birçok bilimsel araştırmaya dayanak teşkil eder.

Liber Abaci, 13. yüzyıl Avrupa’sında çok ilgi görerek çok sayıda kopya edilir ve kilisenin yasaklamasına karşın Arap sayıları İtalyan tüccarlar arasında yayılır. Kitap dönemin Roma İmparatoru II. Frderick’in dikkatini çeker. Frederick bilime düşkün bir imparatordur. Bilim adamlarını korur. Bu nedenle kendisine Stupor Mudi (Dünya Harikası) denilmektedir. 1220 yılında Fibonacci huzura çağrılır. Frderick’in bilim adamlarından biri tarafından sınava çekilir. Sonunda Fibonacci imparatorun gözüne girer. Yıllarca hem imparatorla, hem de imparatorun dostlarıyla yazışır. 1225 yılında yazdığı Liber Quadratornum’u (Kare Sayıların Kitabı) imparatora ithaf eder. 1228’de Fibonacci, Liber Abaci’yi yeniden gözden geçirir ve kitabın bu ikinci yazılımını imparatorun baş bilimcisi Michael Socott’a ithaf eder. Bu tarihten 1240 yılına kadar Fibonacci’nin faaliyetleri hakkında hiçbir şey bilinmiyor. Bazı tarihi kaynaklara göre 1240’ta Pisa şehri kendisine, kente yaptığı hizmetlerden dolayı “20 Pisa Lirası” yıllık bağlamıştır. Bundan sonra ünlü matematikçi daha ne kadar yaşadı, bilinmiyor. 19. yüzyılda Pisa’da Fibonacci heykeli yapılmış ve buraya dikilmiştir. Heykel bugün Camposanto’nun batı galerisinde ve Piazza dei Miracoli tarihi mezarlığında bulunmaktadır.

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here