Biyoloji

DOUDNA VE CHARPENTIER: CRISPR/CAS9’UN IŞILDAYAN MUCİTLERİ

2011’de Porto Riko’da bir mikrobiyoloji konferansında karşılaşan iki meraklı ve araştırmacı kadın bakterilerin bağışıklık sistemi hakkında çetin bir konuşmaya dalmışlardı. Virüsler ve bakteriler arasında ezeli bir rekabet vardı. Bu mücadele o kadar uzun zamandır sürüyordu ki bakteriler, virüslere karşı özel bir bağışıklık sistemi geliştirmişti. Virüsler bakterileri istila etmek için; bakteriler ise virüslerle mücadele etmek için farklı özellikler geliştirmişlerdi ve bu özellikler artık genlerine kazınmıştı.

2000 yılında Danimarka’da bir gıda şirketinde yoğurt yapımında kullanılan bakteriler üzerine çalışan Horvath ve Barrangou bakterilerin virüslerle savaşabilmek için geliştirdiği bir mekanizma keşfettiler. Bazı bakteri çeşitlerinde görülen bu özellik kendisine saldıran virüsü alt etmek için onların genomlarını kesen bir tür sistemdi aslında. Fakat öyle hafife alınacak türden bir şey değildi bu. Bakteri, işgalci virüslerin DNA dizilerini ayrıt edip tanıyor ardından bu viral DNA’yı kesiyordu. Hem de öylesine bir yerinden değil, hep aynı yerinden, tam da onu felç bırakacak noktadan!

Bir süre sonra bu sistemi sağlayan iki önemli bileşen olduğu anlaşıldı. Arayıcı ve infazcı. Arayıcı, saldırgan virüsün DNA’sı ile eşleşen bir bakteri RNA’sı idi. Bunlar birbirleriyle tamamen örtüşen dizilerdi. Bu sayede hayret verici bir şekilde bakteri, düşmanını tanıyordu!

‘’(…)yin ve yang gibi. Düşmanının resmini sürekli cebinde taşır gibi veya bakteri örneğinde, düşmanının resminin negatifini genomunda taşır gibi.’’- Sıddhartha Mukherjee

İnfazcı ise arayıcının ekip arkadaşıydı. Arayıcıdan tanıma işareti geldiğinde infazcı yıkıcı darbesini yapmak için harekete geçiyordu. Bunu da Cas9 adında bir protein ile viral DNA’yı keserek yapıyordu. Bakteri RNA’sı virüs ile eşleşmezse Cas9 asla harekete geçmiyordu.

Biri bakterilere biri RNA biyolojisine aşık iki kadın Jennifer Doudna ve Emmanuelle Charpentier konferanstaki sohbetlerinden sonra birlikte çalışmaya başladılar. Bakterilerin bu davranışı ikisinin de iştahını kabartıyordu. 2012’de iki bu iki bilim insanı bakterilerdeki bu sistemin ‘’programlanabileceğini’’ fark ettiler.

‘’Bugüne kadar üstünde çalıştığım en gizemli şeydi.’’- Jennifer Doudna

Evet bakteriler yalnızca kendilerine saldıran virüsleri tanıyıp onların genomlarını kesiyordu, çünkü başka genomları tanıyıp kesmek için bir sebepleri yoktu. Peki ya bakterinin arayıcısı değiştirilirse ne olacaktı? Doudna ve Charpentier arayıcıyı sahtesiyle değiştirerek kesmek istenilen genomu bakteriye düşmanı gibi tanıttılar. Üstelik genomun neresinin kesileceği programlanabildiğinden kesiği, hedef aldıkları gene isabet ettirebiliyorlardı.

‘’Biyoloji tarihinde bu kadar tesadüfün üst üste gelmesiyle yapılmış keşifler çok nadirdir. Mikroplar tarafından geliştirilmiş kadim bir savunma mekanizması, yoğurt mühendisleri tarafından keşfediliyor, RNA biyologları tarafından baştan programlanıyor, nihayetinde de genetikçilerin onlarca yıldır aradıkları teknoloji ortaya çıkıyor: insan genomunu programlanan DNA dizisine göre doğrudan ve verimli biçimde değiştirmeyi sağlayacak bir yöntem.’’-

Sıddhartha Mukherjee

Doudna ve ekibi bilimde yeni bir çağ başlatmıştı. CRISPR/Cas9 temelli genom mühendisliği teknolojisi sayesinde genomu istediğimiz gibi değiştirebilir hatta ona yeni bir genetik kod bile yazabiliriz. Bunun anlamı genetik tabanlı sayısız hastalığın çözümü için atılan en büyük adımdır. Daha ileriye gidersek henüz doğmadan hastalığa sebep olan genleri değiştirilebilecek embriyolar. Peki ya yaşlanma? Bugün ölen 150.000 insanın üçte ikisinin ölüm sebebi yaşa bağlı hastalıklardır. Hücrelerde birikmiş hasarın yanı sıra direkt olarak yaşlanmaya sebep olan genler de taşıyoruz. Genetik mühendisliği ve diğer terapilerin birleşimi yaşlanmanın gecikmesini, yavaşlamasını hatta durmasını sağlayabilir. Doğada zaten “biyolojik olarak” ölümsüz canlılar olduğunu biliyoruz: ıstakoz, planarya, Turritopsis nutricula… Belki kendimize enjekte etmek için onlardan bir gen ödünç alırız.

Doudna ve Charpentier, ‘’CRISPR/Cas9 adı verilen mikrobiyal savunma sistemiyle ilgili bulgularını 2012’de Science dergisinde yayımladırlar. 2020’de ise ikili CRISPR/Cas9 genetik makasını keşfetmeleriyle 2020 Nobel Kimya Ödülü’ne sahip oldular. Bu ödülü aldıklarında buluşlarının üzerinden yalnızca 8 yıl geçmişti. Nobel tarihinin alışık olmadığı kadar kısa bir süreydi bu. Jenifer; kendinden emin, gözlerine gökyüzünün parıltısını sığdıran bir kadındı. Emmanuelle ise gülümsemesiyle ve azmiyle ışıldıyordu. Bu iki hayran olunası kadının ilgi alanları ve çalışmaları dışında ortak bir özellikleri daha vardı. Azimli insanların olgunlaşmış tutkularının evrildiği gibi onların da amacı insanlığın esenliğine katkıda bulunmaktı!

Hazal EVECEN

Bir yorum

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir