Genetik Kalıtım ve Genom Mühendisliğini Kontrol Edecek Yeni Teknoloji

2015 yılında, California San Diego Üniversitesi biyologları Ethan Bier ve Valentino Gantz, “aktif genetik” olarak bilinen ve ebeveynlerin çocuklarının çoğuna genetik özelliklerinin aktarılmasıyla sonuçlanan (standart kalıtımda yüzde 50 oranında aktarılır) çığır açan bir teknoloji geliştirdiler. Aktif genetiğin birincil hedefi, sıtma gibi vektör kaynaklı hastalıklara karşı sivrisineklere bağışıklık kazandırmak için gen-tahrik sistemlerini içermekte. Bier ve Gantz ayrıca çeşitli başka potansiyel insan sağlığı ve tarımsal faydalar için aktif genetik kullanmayı önermişlerdir.

Şimdi, Shannon Xu, Gantz ve Bier ile birlikte, doğal genomik ortamlarında gen düzenleyici elementleri düzenlemek için CRISPR/Cas9 kullanıyor ve eLife'de tarif edildiği gibi, gen aktivitesini kontrol eden yeni temel mekanizmaları ortaya koyuyor. Yazarlar ayrıca, aktif genetiğin hedeflenen gen yerleştirme veya "transgenez" için etkili bir araç olarak kullanılması için deneysel doğrulama sağlıyor.

Araştırma ekibinden Gantz konuyla ilgili şöyle diyor: "Aktif genetik tarafından sağlanan teknik ilerlemeler, yeni özelliklere sahip organizmaları denetlemek ve böylece sentetik biyolojide yeni bir ilerleme dönemini mümkün kılmak için yenilikçi bir araç setini temsil etmektedir.”

Araştırmacılar, gelişimi sırasında meyve sineklerinde basit bir yapının (kanat damarları) oluşumunu koordine etmekten sorumlu olan bir genin genetik kontrolünü analiz ettiler. Analizin amacı, uzay ve zamandaki gen aktivitesini kontrol eden mekanizmaları anlamaktı; bu da, bir kanat damarının doğru pozisyonda güvenilir bir şekilde yerleştirilmesini ve bu genetik devrenin farklı türlerde nasıl evrimleştiğini araştırmakla sonuçlandı.

Araştırmacıların bulguları arasında, gen aktivitesinin kontrolüne katkıda bulunan kromozomlar arasındaki yeni bir potansiyel etkileşim formuna dair kanıt yer aldı. Bu gözlemler, kromozomlar arasındaki benzer çapraz bağlanma biçimlerinin diğer organizmalarda ortaya çıkabileceği ve nihayetinde epigenetik müdahale için potansiyel hedefleri tanımlayabileceği gibi ilginç bir olasılık yaratmaktadır. Ayrıca, vücutta genleri açıp kapatacak kontrol anahtarlarının nasıl çalıştıkları konusunda daha iyi bir anlayışa yol açabilecek yeni işlevleri ortaya çıkarmak için gen düzenleyici dizileri yönetmenin önemli avantajlarını da gösterdi. Belki de en önemlisi, bu çalışmalar, aktif genetiğin yeni organizmaların, yeni özelliklerini düzenlemede kullanılacak bir platform olarak genel faydasını göstermektedir.

Xu çalışma ile ilgili, "Bu ilerlemeler, diğer araştırmacıları araştırmalarını gerçekleştirmek ve hızlandırmak için geniş bir yelpazede aktif genetiği kullanmaya teşvik etmelidir" derken, Hücre ve Gelişim Biyolojisi profesörü Bier “Bu bilgi sonunda ilk prensiplere dayanan biyolojik tasarıma yol açabilir. Bu da özel tasarlanmış yeni özellikleri ile organizmaları düzenleyecek bilgiyi sağlamak anlamına geliyor” açıklamasını yapıyor.

Araştırmacılar ayrıca aktif genetiği transgenez için yeni nesil bir araç olarak da incelediler. "CopyCat" denilen klonlama vektörleri, istenen herhangi bir yerde genomun içine girilebilme potansiyeli sunar ve daha sonra bir ebeveyn kromozomundan diğerine yüksek verimlilikle kopyalanır, böylece tüm yavrular CopyCat elementini kalıtımla kazanır. Araştırmacılar CopyCat klonlamasının "hayvanların veya bitkilerin kompleks genetik suşlarının birleşimini büyük ölçüde hızlandırma potansiyeline sahip olduğunu" söyleyerek, “Bu tür genetik mühendisliği manipülasyonları, hayvan ve bitki araştırmalarında mevcut teknolojileri kullanarak ulaşılamayan yeni araştırma yollarının önünü açmalıdır.” diyerek devam ediyor.

_______________________________

Yazının orijinaline buradan ulaşılabilir.