Genetik dizilim tıbbın geleceğidir

Bir bilim adamı olan Craig Venter, ayrıca kendisi; insan genomunu araştıran ilk ekibin lideri. Genetik araştırma konusundaki kar amacı gütmeyen J. Craig Venter Enstitüsünün kurucusu ve CEO’su; Human Longevity Inc’in kurucularından ve CEO’su; ve Sentetik Genomik A.Ş.’nin kurucusudur.


   3,5 ila 4 milyar yıllık biyolojik evrimimizin sonunda İnsanlık ; Biyosistemlerdeki son atılımlar ve büyük veri analizinin beraberinde, bizi tıp alanında bir devrimin başlangıcına götürdü. İnsanlar ilk kez, genetik kodumuzun ve bunun içine gömülü olan hastalık genlerinin değiştirilmesine müdahale ediyor.

Sadece genetik kodu okumayı ve yazmayı biliyorduk. şimdi onu sayısal formda koyup tekrar sentezlenmiş hayata dönüştürebiliriz. Teorik olarak, bu türümüzün biyolojik tasarım üzerinde kontrolünü sağlıyor. Yeni bir DNA yazılımı yazabilir, bilgisayar dönüştürücüsüne basabilir ve biyolojik yaşamın gen dizilerinin sınırsız varyasyonlarını oluşturabiliriz.

Bu yeni kapasitenin en endişeli ve hemen hemen beklenen sonucu, kanserden diyabet’e ve Alzheimer’a kadar çeşitli hastalıklara yol açan genetik eksikliklerin düzeltilmesi için uygulanması. Bildiğimiz şey kesinlikle önemli, ancak yine de öğrenmek zorunda olduğumuz bir çok şey var.


Ne biliyoruz

   Her birinin genetik bilgi setini temsil eden insan genomu ilk olarak 2000 yılında iki rakip takım tarafından çözülmüştür. Sonuçlar 2001’de yayınlandığında, en büyük  bulgu, birçok bilim adamının öngördüğü yüzbinlerce değil, yalnızca 20.000 kadar genimiz olduğu idi. Bu şaşırtıcı keşif, insan biyolojisi ve hastalığı hakkındaki varsayımlarımızı yeniden düşünmemize yol açtı. Huntington hastalığı geni ve kistik fibroz geninin bulunması gibi erken genetik bulgular, birçok insanın insan hastalıklarının tek bir arızalı gen tarafından yaratılmış olduğuna inanmasına neden olmuştur. Öyle değil.

İlk genomların dizileme maliyeti ”bir DNA parçasının baz çiftlerinin tam sırasını belirleme” astronomikti. Öncülük ettiğim özel gayret ile, ilk genom üzerinde 100 milyon doları harcarken ABD hükümetinin maliyeti 2 milyar doları aştı. Bu, referans genomdan daha fazla dizileyerek genomu anlama bile mümkün değildi. Tabi ki teknoloji değişene kadar.

Beklenenden daha az sayıda gen keşfi, bazılarının DNA’nın genetik materyal olup olmadığını veya daha fazla bir şey olup olmadığını sorgulamasına da neden oldu. Kâr amacı gütmeyen araştırma enstitüsünden küçük bir ekip, DNA kimyasal kodunu oluşturan dört kimyasaldan bir kromozom sentezleyerek bu soruyu kesin bir şekilde cevaplamaya karar verdiler. Proje beklenenden daha zor ve karmaşıktı. Fakat 2010 yılında sentezlenmiş kromozomumuzu oluşturduk ve sentetik bir hücrenin üretilebileceğini kanıtladık.

Altı yıl sonra, genomun bilgisayarda tasarlandığı ilk hücreyi ürettik. Her hücre fonksiyonunun ve hücredeki her molekülün doğrudan veya dolaylı olarak sentetik DNA kromozomundan türediği ortaya çıktı.  DNA’nın aslında var olan bütün genetik materyal olduğunu ispatladı.


Kodu yorumlama

Böylece anlaşılan insan genomu, insanların coğrafi soylarını, hastalık risklerini ve hatta genomlarına dayanılarak hangi gıdaları yemelerinin, daha sağlıklı olacağını anlatmaya çalışan, yüzlerce işyerini teşvik etti. Bu ticari genom şirketlerinin çoğu genomu dizilemez, genomun çok küçük bir kısmında bir okuma yapan “gen cipsi” denilen şeyleri kullanırlar.

Bu, 23andMe, Ancestry ve My Heritage gibi popüler ürünler tarafından alınan yaklaşımdır. Birçok laboratuar sadece genomun yüzde 2’sini temsil eden exome’u sıralar ve bunlar, protein kodlama alanlarının çoğunu içerir.

İnsan genomunun anlaşılmasının ilk aşamalarındayız ve çoğu insan genetik snippet analizinden çok az değer alır. Diyet bilgileri sunan kişiler, belgelenmiş bilim alanının dışındadır. Kanser riski günümüzde genom analizinin en yararlı alanlarından biridir, ancak yaşam tahminleri için yalnızca genom verilerini kullanmaya başlama aşamasındayız.


Hastalığı öngörmek

İnsan ömründe, genomun yorumlanmasında bize yardımcı olacak klinik ve fenotip verileri üretmeye ve bunlardan öngörüde bulunma yeteneğimizi arttırmaya odaklanıyoruz. Tahmini sağlıklı bireylerden veri toplama sürecinde, hissettiğiniz şeyin gerçek sağlığınızın iyi bir göstergesi olmadığını bulduk. Örneğin, 50 yaş üstü test ettiğimiz tüm insanların yüzde 5’inde, farkında bile olmayan büyük bir kanser var. İyi haber şu ki erken teşhisleri nedeniyle bu kanserlerde % 100 başarı elde ettik. Tüm müşterilerin yüzde birinde bir beyin anevrizması var; Yüzde 27’sinde yağlı karaciğer var; ve yüzde 12’si kardiyak bir olay için yüksek risk altında.

Hastalıkların kesin genetik sebebini keşfetmek için bu verileri tam genom dizisi ile ilişkilendirmek için makine öğrenme araçlarını kullanıyoruz. On yıl içinde, insan genom dizisi, üzerinde bağımsız bir test yapmak için yeterli tahmin bilgisini sağlayacağımızı tahmin ediyorum. Maalesef henüz bu konuda yeterli bilgiye sahip değiliz.


Genetik kusurları düzeltme ve etik sınırlar

Birçoğu, genetik kusurların sebebini öğrenirken, CRISPR veya diğer düzenleme araçları onları düzeltebilir. Bununla birlikte, gen terapisi şu ana kadar çoğunlukla başarısız oldu. Düzeltilen bir genin insan vücudundaki doğru 100 trilyon hücreye aldırmanın imkânsız olduğu kanıtlandı. Ex vivo gen terapisi, burada hücreler vücudun dışında tedavi edilir ve sonra geri yüklenir.  Bir miktar başarılı olmuştur. CRISPR ile düzenlenmiş bağışıklık hücreleri kullanan kanser tedavileri ile bazı cesaret verici sonuçlar elde edildi. Bence ex vivo gen düzenleme kullanan kanser tedavilerinde daha da başarılı olacağız.

Germline genomunu, belirli bir özelliği veya hastalığı sonsuza dek değiştirecek şekilde düzenleyerek genom düzenleme işlemini daha da ileri götürmek isteyen kişiler var. Bu karmaşık bir alandır, çünkü insanlardan elimine etmek istediğimiz açık bir şekilde yıkıcı hastalıklar var. Ancak bunun için sonuçları öngörülmeyen insan deneyleri yapmamız gerekir. Ayrıca, mevcut düzenleme araçları basında belirtildiği kadar kesin değildir ve diğer genlerin tasarlanandan farklı olarak değiştirildiği birçok kasıtsız etkiye sahiptir.

Dünya, II. Dünya Savaşı’nın bitiminde tüm doğrudan insan deneylerini durdurma kararı aldı. İnsan tohum çizgisi düzenlemesi, bu sınırı geçip, ne olduğunu görmek için bizi rasgele insan genomu düzenine geri götürür. Bunun olmasına izin vermeyelim.

Hastalığı ortadan kaldırma ve ömrü uzatma umutları bizim elimizdedir. Bu özlemin ulaşılmasının yolu, genom hakkındaki bilgimizi geliştirmeye devam etmek ve böylece genom düzenlemesinin tıpta geleceğin meşru bir parçası haline gelebilmesidir.

Kaynaklar ve İleri Okuma:


https://www.washingtonpost.com/news/theworldpost/wp/2017/12/13/human-genome/?utm_term=.d379a75b8cd4

zvr
Bu içeriğe emoji ile tepki ver !

Yönetici

Moleküler Biyoloji ve Genetik

Bir Cevap Yazın