Gen düzenleme teknolojisi CRISPR zaten birçok bilimsel alanda büyük bir fark yaratıyor, ancak önemi daha da büyüyecek olabilir. Bilim adamları, bir genin belirli bölümlerini dışarıda bırakacak ve onlara dokunmayan ve aslında bu bölümleri ‘atlayan’ yeni bir teknik keşfetmişler.
CRISPR-SKIP olarak adlandırılan bu yeni yöntem, genlerin nasıl ifade edildiğini ve düzenlendiğini kontrol etmek için kullanılabilir. Duchenne kas distrofisi ve Huntington hastalığı gibi genomdaki mutasyonların neden olduğu rahatsızlıkların tedavisi için paha biçilemez bir yöntem.
Urbana-Champaign’daki Illinois Üniversitesi’nden araştırma ekibi, yeni araçlarının belirli senaryolardaki mevcut CRISPR teknikleri üzerinde geliştirdiği yolları bize gösteriyor.
Pablo Perez-Pinera, “DNA’yı kıran geleneksel gen düzenleme ile ilgili problemler göz önüne alındığında, gen modifikasyonunu gerçekleştirmek için araçların optimizasyon yollarını bulmak zorundayız” diyor.
“Bu iyi bir şey çünkü genomik DNA’yı kırmadan bir gen düzenleyebiliriz.”
Tipik CRISPR-Cas9 tekniği, bir DNA parçasını belirli bir gen üzerinden hedefleyerek, DNA’yı bu noktada parçalayarak ve onu farklı bir biçimde bir araya getirerek çalışır. Bir çift moleküler makas kullanmak gibi bir şey.
Yöntem şu ana kadar başarı ile kullanılmıştır, ancak bu sistem mükemmel değildir: DNA kırıkları hedeflerini kaçırabilir ve kırılmış DNA, farklı kromozomlara bağlanarak, öngörülemeyen genetik mutasyonlara yol açabilir.
CRISPR-SKIP tekniği ise ekzon olarak adlandırılan gen kodunun belirli bölümlerini boş olarak işaretlemektir. Hücre, bilgiyi bir proteine dönüşmeye hazır olan RNA’ya naklettiğinde, bu ekson, CRISPR-SKIP tarafından düzenlenen DNA talimatları uyarınca göz ardı edilir.
Araştırmacılardan biri olan Michael Gapinske, “Hücre, eksonu kodlayıcı olmayan bir DNA olarak ele aldığında, bu ekzon olgun RNA’ya dahil edilmemekte, ilgili amino asitleri etkili bir şekilde proteinden uzaklaştırmaktadır” diye açıklıyor.
Amino asitler eksik olsa da, ortaya çıkan proteinler genellikle normal ya da kısmen normal olarak işlev görebilir. Bazı genetik hastalıklarda geri yükleme işlevi söz konusu olduğunda, bu önemli olabilir.
Bu teknik, bu şekilde gen ifadesini manipüle etmek için mevcut yöntemlerden daha iyi çalışacak kadar zararsızdır. Çünkü DNA planını değiştirir, değişimlerin kalıcı olduğu ve tedavilerin tekrar edilmesine gerek olmadığı anlamına gelir.
Bu teknik henüz canlı organizmalar üzerinde test edilmemiştir, ancak kanserli ve kanserli olmayan numuneleri kullanarak laboratuarda hem insan hem de fare dokusu üzerinde çalışılmıştır (bazı kanser türleri de CRISPR-SKIP kullanılarak tedavi edilebilir).
Özellikle, araştırmacılar, tümörlere dönüşebilen onkogenlerde değişiklik yapabilirler. Eksonlar yüksek verimlilik düzeyleri ile atlanabilir, çalışma gösteriyor ve CRISPR-SKIP aynı zamanda tek bir gendeki çoklu eksonları atlayabilir.
Bilim adamları, minimize edilmesi gereken düzenlenmiş bölgelerden bazı genetik mutasyonlar fark ettiler. Teknik tamamen etkili olmasa bile, yine de bir fark yaratabilir.
Perez-Pinera, “Duchenne kas distrofisinde, örneğin, hücrelerin yüzde 5 ila 10’unu düzeltmek, terapötik bir fayda sağlamak için yeterlidir” diyor.
“CRISPR-SKIP ile, incelediğimiz hücre hatlarının çoğunda modifikasyon oranlarını yüzde 20 ila 30 arasında gördük.”
Belki de hastalıkları tedavi etmek ve mutasyonlardan kaçınmak için çeşitli CRISPR düzenleme teknikleri ile karşılaşacağız. Ayrıca proteinleri farklı bir genetik engelleme yöntemi kullanarak kırpmak için de kullanılabilen CRISPR-STOP, araştırmacılar tarafından da referans olarak verilmektedir.
Şimdilik çalışma, CRISPR-SKIP’in ne kadar etkili ve kullanışlı olabileceğini araştırmaya devam ediyor. CRISPR-Cas9 gibi, tedavilerin geliştirilmesinden önce teknolojinin güvende olduğundan emin olmalıyız.
Ekibimiz Jun Song, “Gen düzenleme teknolojilerindeki gelecekteki iyileştirmelerin CRISPR-SKIP’in özgünlüğünü artıracağını umuyoruz, böylece gen terapisini klinikte yaygın olarak uygulanmasını engelleyen bazı problemleri çözmeye başlayabiliriz” diyor. .
Araştırma Genom Biyolojisinde yayınlandı.
Kaynaklar:
Bu makaleyi 3 dakikada okuyabilirsiniz.
Moleküler Biyoloji ve Genetik
