DNA yeniden yazılarak genetik hastalıklar yok edilebilir mi?

Tek hücreli en küçük organizmalardan dünyadaki en büyük canlılara kadar her canlı, genleri tarafından tanımlanır. Genlerimizin içerdiği DNA, hücrelerimiz için kullanım kılavuzu gibi davranmaktadır. Gen düzenleme araçlarındaki son gelişmeler ile, bilim insanları kuraklığa dayanıklı mahsuller yapabilir, hatta bulaşıcı salgınların yayılmasının önüne geçebilir ve genetik hastalıklar için tedavi geliştirebilirler. CRISPR, bu yeni bilim dalgasının en hızlı ve kolay yoludur. Peki bu tıbbi harika nereden geldi?

CRISPR, aslında bakteri bağışıklık sistemi olarak işlev gören doğal bir süreçtir. Başlangıçta istilacı virüslere karşı tek hücreli bakteri ve arkayı savunarak doğal olarak oluşan CRISPR, iki ana bileşen kullanır. Bunlardan ilki, tekrarlayan DNA dizilerinin kısa parçalarıdır. İkincisi, Cas veya “CRISPR ile ilişkili” proteinlerdir. Bir virüs, bir bakteri istila ettiğinde, Cas proteinleri, bakterinin CRISPR bölgesine dikiş atmak için viral DNA’nın bir kısmını keserek enfeksiyonun kimyasal bir görüntüsünü yakalamakta, bu virüs kodları daha sonra kısa RNA parçalarına kopyalanmaktadır ve CRISPR durumunda, RNA Cas9 adlı özel bir proteine bağlanır. Virüs tekrar istila ederse, keşif kompleksi onu hemen tanır ve Cas9 viral DNA’yı hızla tahrip eder.

2012’de bilim insanları, CRISPR’i sadece viral DNA’yı değil, hemen tüm organizmalarda bulunan DNA’yı hedef almak için nasıl ele geçireceklerini keşfettiler. Doğru araçlarla, bu viral bağışıklık sistemi, DNA’yı değiştirebilen ve spesifik genleri neredeyse bir yazım hatası sabitlemek kadar kolay bir şekilde değiştirebilen kesin bir gen düzenleme aracı haline gelmektedir. Bilim insanları, laboratuvarda, düzenlemek istedikleri genle eşleşecek bir “rehber” RNA tasarlayıp Cas9’a bağlamaktadırlar. CRISPR bağışıklık sistemindeki viral RNA gibi, kılavuz RNA da Cas9’u hedef gene yönlendirir ve proteinin moleküler makası DNA’yı koparır. CRISPR’in gücü buradan gelmektedir; sadece kısa bir miktar özel kılavuza bağlı Cas9 enjekte edilerek RNA bilimciler genomdaki hemen her geni düzenleyebilmektedirler.

Bununla birlikte, bilim insanları CRISPR için ayrı bir şablon DNA dizisi eklerlerse, hücresel proteinler homoloji yönlendirmeli onarım adı verilen farklı bir DNA onarım işlemi gerçekleştirebilir. Bu şablon DNA yeniden yapılanma sürecine rehberlik etmek, kusurlu bir geni onarmak hatta tamamen yeni bir tane eklemek için bir plan olarak kullanılmaktadır. CRISPR ile daha büyük meyve veren bitkiler, sıtmayı geçiremeyen sivrisinekler hatta ilaca dirençli kanser hücrelerini yeniden programlayan bitkiler yaratabilmek mümkün.

CRISPR henüz tam anlamıyla çalışabilir değil. Her defasında, amaçlanan değişiklikleri yapamayabilir ve bir CRISPR düzenlemesinin uzun vadeli sonuçlarını tahmin etmek zor olduğundan, bu teknoloji büyük etik soruları da ortaya çıkarmaktadır. Tarlalardan, laboratuvarlara…CRISPR ile ne yapacağımız bize kalmış.

*Andrea M. Henle - TED-Ed : How CRISPR lets you edit DNA videosundan çeviren Ekin AKTAŞ