CRISPR

The Human Genome Project (HGP) insanlık tarihinin en önemli başarılarından biri değil, en önemlisi ve geleceği en fazla şekillendirecek bir başarı projesidir. Nisan 2003 tarihinde 13 yıllık bir çalışma ve yaklaşık 3 milyar dolar bütçe ile gelmiş-geçmiş en etkin bilim adamı olarak görülebilecek Craig Venter ve ekibi tarafından  tamamlanmıştır. Evrenin ucu, başı, paralel evrenleri gibi sonsuz uzun mesafeler ve erişilmesi güç makro hayaller yerine, Homo Sapiens iç varlığına yönelik bu proje ile evrenin sonsuzluğu yerine nano seviyelerde dolaşan insan genom haritası okunabilmiştir.  Bu şekilde binlerce yıldır bahsedilen alınyazımız denilen olgunun, bizim dışımızdaki etkenler bölümü haricinde kalan kısımları okunmaya başlanmış ve nasıl oluştuğumuz, geliştiğimiz anlaşılmıştır.

Bu tarihten sonra gelişmiş ülkelerde en önemli araştırma alanı olan MBG, mikrobiyoloji ve genetik, alanında yine insanlığın geleceğini ve kaderini şekillendirecek çalışmalar çok büyük bir hızla devam etmektedir. Bu çalışmalar, artık, ortaya koyulan ve 3.1 milyar harften oluşan insan DNA yapısında insanın özellikleri, hastalık yaratan genetik yapı, ihtiyarlık nedenlerini bulma ve değiştirmeye yönlenmiştir. Çeşitli gen şekillendirme teknikleri, öncelikle deney hayvanlarında, embriyolarda ve sonrada artık çoluk-çocuk tüm insanlarda denenmeye başladı.

Bunlardan bir tanesi ve bugün için, 2017 yılı, en etkili, en pratik, en ekonomik ve uygulanabilir olanı CRISPR tekniği  (2012 yılında yayınlanan bir çalışma ve tekniğinin) artık insanlar üzerinde uygulanabilir hale getirilmesidir.  İki bilim kadını, Berkeley Universitesi , Prof. Jennifer Doudna ve Max Planck Institute Prof. Emmannuella Carpentier,  tarafından geliştirilen CRISPR tekniği sayesinde “Artık 2003 yılından beri okumayı başardığımız (biz diyerek  insanoğlu olarak bu kefeye kendimi koymak zevkli oldu, ancak keşke böyle bir projenin kırıntısında bile bulunabilse idim) İNSAN GENOMU YENİDEN YAZILABİLİR, Düzeltilebilir, İstenildiği gibi Şekillendirilebilir” hale getirilmiş oldu. A new study has found that Crispr-Cas9, also known as 'Crispr', can introduce hundreds of unintended mutations into the genome. The technique, which precisely changes small parts of DNA, has previously raised hope for more powerful gene therapies (stock image)

CRISPR- Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats – olarak kısaltılan ve Türkçesini yazmaya gerek ve yeter şart bulmadığım bu teknik sayesinde herhangi bir canlı hücresindeki DNA yapısı bilgisayarda yazılan kodlarla değiştirilebilir hale gelmiş oluyor. Yani bizi oluşturan yapı taşlarımızı istenen kodlarla değiştirilebilecek, bu tekniği kullanacak bilim adamları, ülkeler. Örneğin ALS (amyotrophic lateral sclerosis) hastalığına neden olan gen mutasyonu ANG genindeki bir harf mutasyonu (değişimi) sonrasında olduğu değerlendirilmekte. Bir çok farklı genlerde başka tip mutasyonlardan da şüpheleniliyor:  C9orf72 genindeki bir mutasyon ABD’deki ALS hastalığından %30-40 oranda, dünya genelinde ise  SOD1 geni  %15-20 oranında sorumlu tutuluyor.  C9orf72 genindeki  “GGGGCC” segmentindeki bir mutasyon,  yani kodlanan bu 3.1 milyar harften (nükleotid) biri “G” yerine” “A” olunca bu hastalık ortadan kalktığı gibi artık düzeltilen bu genom yapısı gelecek nesillerde ve bir daha ki mutasyona kadar, tekrar olursa tabi yüz milyonda bir olasılık, ortadan kaldırılmış oluyor; bu kadar basit(!)  Bu kromozomdaki gen lokasyonu aşağıdaki şekilde verilmekte, 9 ncu kromozomda.

Cytogenetic Location: 9p21.2, which is the short (p) arm of chromosome 9 at position 21.2CRISPR tekniği bakterilerin virüslere karşı bir korunma mekanizmasının takibi sonrası geliştirilmiş. Şöyle ki: Virüs bir bakteri içine kendi DNA’sını bıraktığında, bakteri buna karşı bir savunma mekanizması geliştirmiş. Gelen bu DNA’yı kesip etkisiz hale getiriyor. Kestiği bu DNA parçacığı dizilimini kendi DNA’sına ekliyor. Bir daha ki sefere virüs DNA bıraktığında kendi DNA’sı üzerindeki bu diziye benzediğini RNA ile eşleştirerek anlıyor ve tamam bu düşman dediğinde CAS 9 adlı bir proteinle birlikte bu gelen DNA’yı kesip atıyor. İşte bu olaydan yararlanan bilim insanları aynı tekniği biraz geliştirerek CRISPR’ye erişmiş. Bilgisayarda değiştirilmek istenen kodlar yazılıyor, sonra bunların yerine gelecek dizilim de yazılıyor. İkisi birlikte CAS 9 proteini içinde hücreye gönderiliyor. CAS 9 protein tüm DNA’yı baştan aşağı tarıyor. Bu esnada üzerinde taşıdığı RNA anahtarı sayesinde önceden kodlanan ve yüklenen diziye uyan DNA segmentini bulduğunda bu  protein tam o boğumdan  kesiyor DNA’yı. ve arızalı parçayı çekip çıkarıyor. Kesilen yere yine önceden bilgisayarda kodlanan ve sağlam yeni DNA dizi parçası ekleniyor. Hücre kendi DNA’sını hemen onararak bu dizinin karşısına eşleniğini (A<->C; G<->T) kendi örüyor. Böylece bilgisayarda önceden yazılan tüm kodlar insan ya da başka canlı DNA’sındaki ile değiştirilebiliyor. Yani kendini kendin biçip istediğin şekilde yeniden dikiyorsun.

Image result for CRISPR

Bu işlem sadece bir yerde değil bir çok kez tekrar eden dizilerde uygulanıyor. Çünkü DNA’da diziler belki onlarca, yüzlerce kez aynen tekrar edilir halde. Eskiden bunları birer birer değiştirmek gerekirken, bu teknikte CAS 9 ve RNA ikilisi bir geçişte tüm DNA tarayarak değiştirilecek tüm dizileri kesip yerine yenisini ekliyor.

Şimdilik sınırlı sayıda hücrede ekonomik olarak uygulanabiliyor. Yetişkin bir insan vücudunda 100 trilyon hücre olduğundan tüm hücrelerin kromozomlarında bu değişikliklerin uygulanması şimdilik zamanla sınırlı. Ancak yetişkin insanların tüm hücrelerinde bu işlemin uygulanması da gerekmiyor. Örneğin genetik bir kan hastalığında sadece kan hücrelerindeki kromozomlardan yüzde 30-40’ını bu şekilde değiştirmek hastalıktan hem fenotip hem de genotip olarak kurtulmak için yeterli (Normal insanda 5 lt kan oluyor, her mililitrede 4-6 milyon hücre var; yani 20-30 milyar kan hücresi varmış.) Bu hücrelerdeki gerekli sayıda değişiklik yapabilecek makine ve teknik halihazırda mevcut gibi. 

Ancak embriyo seviyesinde – insanın oluştuğu embriyo (blastocist) 5 gün sonra sadece 70-100 hücreden oluşuyor-  yapılacak bir CRISPR girişiminde kolaylıkla tüm hücredeki kromozomlardaki tüm mutasyon geçirmiş diziler kolaylıkla değiştirilebiliyor (İstenirse tabi performans yükseltme maksatlı değişiklikler de yapılabilir.) Nitekim 9 Mart 2017 NewScientist  “A team in China has corrected genetic mutations in at least some of the cells in three normal human embryos using the CRISPR genome editing technique” haberi ile ilk uygulamaların başarı ile gerçekleştirildiği anlaşılmakta. Bu şekilde belirli bir mutasyona uğramış hasta genotipli bir sperm ile döllendirilen yumurta sonrası oluşan embriyoda ortaya çıkan ve babadan aktarılacak hastalık nedeni mutasyonlar daha bu safhada ebedi olarak ortadan kaldırılmış oluyor. 

CRISPR study findings hint that the future of ‘designer babies’ may still be far off

Ne demek bütün bunlar?

  • Tüm genetik hastalıklardan hem kendimiz hem gelecek nesiller için kurtulma, Kanser, ALS, MS, HIV , 
  • Kendimizi “EDIT” leyebilme, Hussein Bolt, şimdilerde ise Ramil Guliyev’den bile hızlı koşabilmek, sonsuz IQ, müzisyen, ressam olabilme…
  • Hayvanlardan hastalık yapıcı özellikleri kaldırma
  • Hayvan organlarını insana transplant yapacak şekilde değiştirme
  • Süper bitkiler geliştirebilme
  • Tüm beslenme ve yaşayış tarzımızı değiştirme, bazı organların kullanım dışı bırakılması, yemek içmek anlayışı değişmesi
  • Obezite ortadan kalkması
  • Uzayda ve her türlü ortamda yaşayabilecek modifiye Homo Sapiensler
  • Çok etkili ilaç geliştirme
  • Sipariş üzerine süper bebekler, Homo Sapiens 2.0, 3.0….
  • Yaşlanmayı durdurma ve geri çevirme,

Daha neler, biz bekleyip göreceğiz, onlar çalışıp bunları geliştirirken.  Hayallerle bile sınırlı değil, çünkü olacakların hayalini dahi kuracak bilgi seviyesinde değiliz. Bilemiyorum bizlere de düşer mi?  15. Ağustos,2017,Ankara

“CRISPR” için 7 yorum

  1. Ben de bir yorum eklersem, haddim olmayarak, bu ilk olaydan sonra öncelikle genetik bozukluk olarak çok bilinen tek genlik bozukluklardan başlamak üzere sür’atle bir çok hastalık bu yolla iyileştirilecek, önceden düzeltilerek hasta bile olunmayacak.

  2. 24 Agu,2017: En güncel okuduğum yazı Editing for Sickle Cell  Orak Hücreli Anemi hastalığının (hemoglobinde çok iyi bilinen tek bir gen mutasyonunun sebep olduğu yaygın  kalıtsal bir kan hastalığı) bu teknik kullanılarak tedavisi için süreç başlatılan ilk hastalık olacağı belirtilmekte.  Her yıl bu hastalıkla 250.000 çocuk dünyaya geliyormuş. Artık dünya üzerindeki yaygınlığını tahmin edin. Bu sürecin yaklaşık bir yıl süreceği de eklenmekte.
    https://www.genomeweb.com/scan/editing-sickle-cell?utm_source=Sailthru&utm_medium=email&utm_campaign=Scan%20Thurs%202017-08-24&utm_term=The%20Scan%20Bulletin

  3. 03 Ekim 2017 tarihli güncel gelişme: Çin’deki araştırmacılar bu tekniği kullanarak Akdeniz Anemisine neden olan DNA’daki mutasyonu embriyo bazında “edit”leyerek düzelttiler.
    Ne kadar sür’atli gelişiyor genom alanındaki buluşlar, ilerlemeler.
    Artık öncelikle basitten zora tüm genetik hastalıklar daha embriyo halinde editlenerek düzeltilecek, daha sonra da tailor-made embriyolar gelsin…
    Researchers in China have fixed a potentially lethal genetic mutation in cloned embryos, Nature News reports. A team led by Sun Yat-sen University’s Junjiu Huang used a version of the CRISPR/Cas9 gene-editing tool to repair a mutation in the HBB gene that leads to β-thalassemia, a recessive disease that causes severe anemia.
    https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs13238-017-0475-6

  4. yorum: ne kadar boş olduğumuzun tartışılmaz ispatıdır.
    eller aya biz yaya dedikleri budur sanırım
    üzgünüm 🙁

  5. 16 Kasım 2017
    Bu yaz Oregon state Sağlık ve Bilim Üniversitesinde araştırmacılar Embriyoda “hypertrophic cardiomyopathy” neden olan MYBPC3 mutasyonunun CRISPR/Cas 9 tekniği ile düzelttiklerini rapor ettiler.
    Hipertrofik kardiyomiyopati nedeni tam bilinmeyen küçük sol ventrikül kavitesi, artmış sistolik fonksiyon ve bozulmuş olan diyastolik fonksiyonla karakterize primer kalp kası hastalığıdır.

    https://www.genomeweb.com/scan/fix-it?utm_source=Sailthru&utm_medium=email&utm_campaign=Scan%20Thurs%202017-11-16&utm_term=The%20Scan%20Bulletin

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.