CRISPR: Daha iyi bitkiler için yeni bir araç kutusu
Bitki bilimciler yüksek kalitede, daha sürdürülebilir tarım ürünleri üretmek için gen düzenleme yöntemini kullanıyor. Ancak tüketici kabulü garanti edilmiyor.
2020 yılında yeni bir mısır çeşidi, insanlar tarafından tarımsal ürünlerin nasıl tasarlandığı konusunda büyük bir sıçrayış için işaret olacak. CRISPR / Cas9 teknolojisi kullanılarak değiştirilen ilk ticari, gen ile düzenlenmiş bitki bir mısır olacak. Bu mısır zaten piyasada bulunan çeşitlerinden çok farklı olmayan, nişastalı ya da “mumlu” bir mısır.
Tohum firması DuPont Pioneer ilk kez 2016 yılının başında yeni çeşit mısırını duyurduğunda çok az kişinin dikkatini çekti. Yeni ilaçlar için CRISPR kullanan ilaç firmaları bunun yerine manşetleri aldılar.
Bilim adamları, DuPont’un mumlu mısırlarına dikkat etmeliyiz çünkü bitkilerdeki özellikleri yok etmek veya değiştirmek için kümelenmiş, düzenli tekrarlı bir kısaltma için CRISPR kullanmak bitki yetiştirme dünyasını değiştirebilir. Üstelik, bu tekniğinin uygulanması, ile CRISPR destekli uyuşturucular piyasaya girmeden yıllar önce halka ulaşabilir diyor.
CRISPR araçları geliştirilene kadar faydalı nitelikler bulma ve bunları güvenilir, üretken bitkiler haline getirme süreci uzun yıllar aldı. Bir sürü adım içerdi ve tesadüflerle baş edildi.
Cold Spring Harbor Laboratuarı’ndaki biyolojik bilimler profesörü Zachary Lippman, “Şimdi, laboratuarda bu alanda yapılan temel araştırmalar nedeniyle, istediğimiz özelliklerin peşinden gidiyoruz” diyor. Lippman, CRISPR’in dönüştürücü olduğunu belirtti. “Temelde, durmayacak bir yük treni.” diyor onun için.
Bir bitkiye özellik eklemek veya kaldırmak için CRISPR’ı kullanmak, geleneksel yetiştirme tekniklerinden veya eski genetik mühendislik yöntemlerinden daha hızlı, daha kesin, daha kolay ve çoğu durumda daha ucuzdur. Bilim adamları, bir bitkiye diğer türlerden gen eklemek için CRISPR’ı kullanabilmesine rağmen, birçok laboratuvar, bir bitki türü içerisinde bulunan geniş gen çeşitliliğinden yararlanmaya çalışmaktadır. Aslında tarımdaki en değerli özelliklerin çoğunu arttırmak için başka türlerden DNA eklenmesi gerekmez.
Geni düzenlenmiş bitkiler, daha verimli, kuraklığa dayanıklı, hastalıklara dirençli, daha besleyici veya daha lezzetli olabilir. Bu tip bitkileri yapmak gibi genetik mühendisliğinin henüz yerine getiremediği, vaat edilen bazı şeyleri canlandırabilir. Buna ek olarak, CRISPR, sadece mısır gibi sıralı bitkileri değil meyve ve sebzeleri, süs bitkilerini ve elzem ekinlerini verimli bir şekilde iyileştirebilir.
Bu fikri destekleyenler, tüketicilerin genetik olarak düzenlenmiş ürünleri, özellikle de diğer türlerden genlerin dahil edilmesine ihtiyaç duymadıkları için genetik olarak tasarlanmış ürünleri kabul etmeyecek şekilde benimsemelerini umut ediyorlardı. Bu süreç Frankenfood’un hayal gücünü harekete geçirdi.
Ancak tüketicilerin nasıl tepki vereceği veya gen düzenlemenin tüketicilerin değer biçtiği özelliklere neden olup olmayacağı açık değil. ABD ve Avrupa’daki tarım ajansları, genetik olarak düzenlenmiş bitkileri, genetik olarak tasarlanmış bitkilerde olduğu gibi düzenlemeye karar verirse, CRISPR’nin potansiyel ticari kullanımları daralabilir.
DuPont Pioneer, Ar-Ge Başkan Yardımcısı Neal Gutterson’a göre, ABD’nin gen ile düzenlenmiş mumlu mısırını geleneksel bir ürün gibi kabul etmesini bekliyor, çünkü yabancı gen içermiyor. Aslında mum özelliği zaten bazı mısır çeşitlerinde bulunur. Çekirdeklere % 97’den fazla amilopektin içeren bir nişasta içeriği veriyor, normal yem mısırında % 75’lik amilopektinle karşılaşılıyor. Çekirdeğin geri kalan kısmı amilozdur. Amilopektin amilozdan daha fazla çözünür, mumlu mısırdaki nişastayı kağıt yapıştırıcılar ve gıda koyulaştırıcılar için daha iyi bir seçim yapıyor.
Bugünkü ürünlerin çoğunda olduğu gibi DuPont’un mumlu mısır çeşitleri, geleneksel yetiştirme tekniklerini kullanan bitki yetiştiricileri tarafından yıllarca süren çabaların bir sonucudur.
Hedeflenen değişiklik;
CRISPR teknolojisi, Cas9 enzimini (açık mavi) hedef DNA dizisine yönlendirmek için bir rehber RNA kullanmaktadır. Orada bir kez , Cas9, DNA’da protospacere komşu bir motif dizisi (kırmızı) bulduğunda bağlanır ve düzenleme için gen dizisi hazırlarken her iki zinciri de keser.
OriGene Technologies’den uyarlanmıştır.
Yetiştiriciler, alışılmadık veya mutant bitkileri inceleyerek yeni özellikleri tanımlarlar. Birçok kuşağa nesiller boyunca, bazı özelliklerden yoksun, yüksek performans gösteren (elit) çeşitlere istenen bir nitelik kazandırmak için çalışırlar. Bir birinci nesil çapraz veya melez bir mutant ve elit bir bitki ile başlar ve daha sonra elit ebeveyni ile melez birkaç nesil melezleme denilen bir süreçte ürer. Yeni özellikle elit versiyona en iyi uyan bir bitki elde etmeyi amaçlanır.
Gen düzenlemeyi kabul eden bitki bilimciler; özelliklerin birlikte iyi çalışmayabileceği veya anlamlı bir fayda sağlayamadığı için üreme, ölçme ve gözlemlemeye ihtiyaç duyabilirler. “Bu her derde deva değildir,” dedi Lippman, “ancak, bu şimdiye kadar gelebilecek en güçlü araçlardan biridir.”
Lippman grubu, domates meyvesi haline gelen çiçek sayısını ve dallanma desenini değiştirmek için CRISPR gen düzenleyicisini kullanıyor.
Kaynak: Zachary Lippman
Kaynağından Okumak İçin Tıkla;
Bu makaleyi 4 dakikada okuyabilirsiniz.
Moleküler Biyoloji ve Genetik
