Gen teknolojilerinin 10 şaşırtıcı kullanım şekli

Tekno ‘on’ 23. Kısım – ”Gen teknolojilerinin 10 şaşırtan kullanım şekli”

Genetik teknolojileri, bildiğimiz klasik dünyayı değiştirmeye çalışıyor. Siz bu içeriği okurken, bilim insanları DNA’yı değiştirmenin farklı yollarını bulmaya çalışıyor.

Örneğin son vakitlerde CRISPR olarak bilinen bir çeşit gelişmiş gen düzenleme teknolojisi, yeni genetik deneylerin yollarını açtı.

CRISPR öylesine büyük bir hürmet görüyor ki, 2020’de teknolojiyi bulanlar Nobel Kimya Ödülü’ne layık görüldü. Bu yeni gen düzenleme aracı, araştırmacıların DNA’yı eşsiz bir hassasiyetle değiştirmelerine imkan tanıyor ve şimdiden yeni kanser tedavisi yollarının bulunmasına yardımcı oluyor.

Elbette gen düzenleme, birçok etik korkuyu ortaya çıkaran tartışmalı bir uygulamadır. Lakin genetik teknoloji, akıllara sakinlik veren her cins bilimsel yeniliğe de ilham veriyor.

Tekno ‘on’ yazı dizimizin 23. kısmında, gen teknolojilerinin kullanıldığı 10 şaşırtan alana daha yakından bakıyoruz.

1. GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ KEÇİLER, SÜTLERİYLE KANSERE İLAÇ ÜRETTİ

Yeni Zelanda’daki bilim insanları, sütlerinde kanser ilaçları üreten genetiği değiştirilmiş keçiler üretmeyi başardılar.

Keçilerin genleri, kolon ve akciğerlerdeki kanseri tedavi etmek için kullanılan setuksimab ilacını oluşturmak için özel olarak değiştirildi.

Şu anda, kelam konusu ilaç sigortasız ayda 13 bin dolara mal olabiliyor. Lakin bilim insanları, bu ilacı keçilerin sütünden elde ederek ilacın fiyatının düşmesini ve daha erişilebilir olmasını sağlamaya çalışıyor.

Detaylı kimyasal yapısı nedeniyle setuksimab ilacının üretimi aslında epeyce değerli ve güçlü. Lakin bu genetiği değiştirilmiş keçiler, ilaç sanayisine setuksimabın kitlesel olarak üretilmesi için farklı bir yol sunuyor.

Yeni Zelanda’nın AgResearch enstitüsünde projeden sorumlu araştırmacı olan Götz Laible, “Hayvanlarda setuksimab yapmak çok daha ekonomik, zira göğüs bezleri büyük ölçüde protein üretebilir.” diyor.

2. BİLİM İNSANLARI, DNA’DA BİLGİ DEPOLAMAYI BAŞARDI

Data depolama, günümüzde epey güç bir iştir. Her gün büyük ölçüde bilgiyi depolamak için sabit diskler, optik şoförler ve bellekler üzere elektronik aygıtlara muhtaçlık duyuyoruz. Lakin tahminen öbür materyaller de data depolamaya daha uygun olabilir.

New York’taki bilim insanları, bilgileri canlı bakterilerin DNA’sında depolamak için gen düzenlemeyi kullanan yeni bir yol buldu.

2021’de Kolombiya Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, canlı E. coli hücrelerinin 72 bitlik bilgiyi depolayabildiğini gösterdi. Özünde, bir bilgi belgesi uzun bir 1ler ve sıfırlardan oluşur. Bilim insanları, hücreye makul genleri ekleyerek birleri ve sıfırları E. coli DNA’sına kodlamayı başardılar. Hatta kolay bir “Merhaba dünya!” İletisini bile yazabildiler.

DNA, şaşırtan bir biçimde data depolamaya çok uygundur. Biyolojik proteinler muazzam ölçüde bilgi depolayabilir. Bilim insanları, bir tuz tanesi büyüklüğündeki DNA ipliğine, on uzun metrajlı sinemaya muadil data depolanabileceğini kestirim ediyor.

Dahası, DNA’yı okumak ve yazmak için gereken teknoloji vakitle giderek daha güçlü hale geliyor. Bununla birlikte, DNA bilgi depolaması şimdi emekleme evresinde, bu da yakın vakitte rastgele bir yerde kullanılamayacağı manasına geliyor.

3. ÖLMEKTE OLAN FARELERİN ÖMRÜ UZATILDI

Harvard Üniversitesi’ndeki bilim insanları, gen düzenlemeyi kullanarak ölmekte olan farelerin ömrünü uzattı ve hayat beklentilerini iki katından fazla artırdı.

Profesör David Liu liderliğindeki çalışmanın bir kesimi olarak farelerde, çocuklarda erken yaşlanmaya neden olan az bir hastalık olan progeria üzerinde çalışıldı.

Ortalama olarak, progerialı çocuklar on dört yaşına kadar yaşarlar. Durum, az görülen bir genetik mutasyondan kaynaklanır ve olağan gen terapisi kullanılarak tedavi edilemez. Bunun yerine, Harvard takımı progeria hastasının DNA’sının temel kodlamasını değiştirmenin bir yolunu geliştiriyor.

Bu teknik, ölümcül hastalığı olan fareler üzerinde denendi ve ömürleri değerli ölçüde artırıldı. 215 gün hayatta kalması beklenen kemirgenler, ortalama 510 gün yaşamaya devam etti.

Liu ve takımı, bu bulguları progeria ve misal genetik şartlar için tesirli bir tedavi geliştirmek için kullanmayı umuyor.

4. BİR GÖZE UYGULANAN GEN TEDAVİSİ, BAŞKA GÖZDEKİ GÖRME ORANINI ARTIRDI


Bilim insanları, bir göze enjekte edildiğinde her ikisinde de görmeyi uygunlaştıran görme kaybı için bir gen terapisi çeşidi keşfettiler. Göz uzmanları, bu keşfin sonuçlarından emin olmasa da genler, enjekte edilen gözden tedavi edilmeyen başka göze geçiyor.

Bilim insanları, çoğunlukla genç erkeklerde bulunan bir tıp ilerleyici görme kaybı olan Leber’in, kalıtsal optik nöropatisi (LHON) olarak bilinen bir durumu tedavi etmeye çalışıyordu. Bu az körlük çeşidi, gözün retinasındaki hücrelere saldıran ve onları yok eden genetik bir mutasyondan kaynaklanır.

Yakın vakitte yapılan bir denemede, 37 LHON hastasının gözlerinden birine gen tedavisi uygulandı. Lakin iki yıl sonra hastaların 29’u, her iki beğenilen de görmenin arttığını söyledi.

Bilim insanları, birinci başta bu sonuca şaşırsa da daha sonra bir göze enjekte edilen genlerin gizlice başka göze sızdığı ortaya çıktı.

Bilim insanları, bu sonucu doğrulamak için maymunları kullandı. Maymunların bir gözüne birebir tedaviyi uygulayan uzmanlar, genlerin bir gözün optik hududundan aşağıya yanlışsız ilerlediğini, öbür optik hududa geçtiğini ve akabinde öbür göze gittiğini buldular.

5. BOYNUZSUZ VE ZARARSIZ BOĞA

Araştırmacılar, boğaların DNA’sını düzenleyerek boynuzsuz boğalar ortaya çıkarmanın bir yolunu buldu.

Bu yeni prosedür, çiftçilere mevcut boynuzdan arındırma tekniklerine acısız bir alternatif sunuyor. Şu anda, sığırların boynuzlarının fizikî olarak çıkarılması gerekiyor. Bu, boğa için son derece acı verici olabilen uzun ve sıkıntı bir süreçtir.

Boynuzsuz boğaların öbür hayvanlara ziyan verme mümkünlüğü daha düşük olmakla birlikte, tıpkı vakitte taşınması daha kolaydır ve daha az yer kaplarlar.

2016’da iki yavru boğa genetik bir mutasyonla doğdu, bu da asla boynuz çıkarmayacakları manasına geliyor.

Kaliforniya Üniversitesi’nde hayvan bilimi uzmanı olan Alison Van Eenennaam, “Sadece amaçlanan düzenleme ile sağlıklı boynuzsuz buzağıların üretilebileceğini gösterdik.” diyor.

6. İNEKLER ISIYA KARŞI DAHA SAĞLAM HALE GETİRİLDİ


Sıcaklık yükseldikçe, ineklerde gerginlik düzeyi artar. Bilhassa sığırlar, ısı gerilimine karşı daha hassastır.

İnekler, çok uzun mühlet parlak güneşte bırakılırlarsa, iştahlarını kaybetmeye başlarlar, daha az süt üretirler ve hamile kalma olasılıkları azalır.

Her yıl, ineklerdeki ısı geriliminin ABD süt eserleri sanayisine 900 milyon dolara mal olduğu söyleniyor. Çiftçilerin sadece birkaç hayvana sahip olabildiği daha yoksul ülkelerde, bu pek çok kişinin ekonomik manada çökmesine neden olabilir.

Fakat artık Yeni Zelanda’daki bilim insanları, ineklerdeki sıcaklık gerilimine gen temelli bir tahlil buldu.

Araştırmacılar, ineklerin tüylerinin rengini değiştirmek için gen düzenleme tekniklerini kullanıyor. Yapılan araştırma sonucunda bilim insanları, inek tüylerindeki pigmentasyon genlerini değiştirerek, sıradan süt ineklerinin koyu renkli, ısı emici tüylerini açık renk yapmayı başardı.

Holstein-Friesian sığırları, ekseriyetle siyah lekeli olarak doğuyor. Fakat yapılan gen tedavisinden sonra buzağılar, açık renkli beneklerle dünyaya geldi. Bu da bedenlerinin ısıyı daha az emmesini ve daha az gerilim altında kalmalarını sağladı.

7. FARELERDE OBEZİTE TEDAVİSİ

Harvard Üniversitesi’ndeki bilim insanları, bir gün obeziteyi tedavi etmek için gen düzenlemesinin kullanılabileceğini söylüyor.

Ağustos 2020’de araştırmacılar, farelerde kilo alımıyla çaba için yeni bir prosedür ortaya çıkardılar: CRISPR gen düzenlemesini kullanarak, farelerin sıhhatsiz beyaz yağ hücrelerini güç yakan kahverengi yağ hücrelerine dönüştürdüler.

Stodgy beyaz yağ hücreleri, bedenin içinde biriken sıhhatsiz lipitlerle doludur. Fazla beyaz yağ şeker hastalığına neden olabilir. Fakat kahverengi yağ hücreleri çok daha sağlıklıdır. Bu hücreler, güç oluşturmak ve geri kalanını daha küçük bir alanda depolamak için biraz yağ parçalıyorlar.

On iki haftalık çalışmada, beyaz yağ hücrelerine sahip fareler kilo almaya devam ederken, genleri düzenlenmiş fareler kilo vermeye başladı.

Bilim insanları, insan denemelerinin hala çok uzak olmasına karşın, bu prosedürün bir gün obeziteyi tedavi edebileceğine inanıyor.

8. FARELERDE İŞİTME KAYBI GEN TEDAVİSİ İLE GİDERİLDİ

İçeriğimizde çok fazla farenin olduğunun farkındayız. Lakin gen tedavisi için bu canlılar adeta biçilmiş kaftan.

2019’da Harvard Tıp Fakültesi ve Boston Çocuk Hastanesi’nde vazifeli araştırmacılar, farelerde işitme kaybı için bir gün insanlarda kullanılabilecek yeni bir tedavi olduğunu duyurdu.

Beethoven fareleri, isminden da anlaşılacağı üzere ilerleyen işitme kaybına ve sonunda sağırlığa neden olan bir genetik mutasyondan muzdariptir.

Farelerin yaşadığı işitme kaybı, DNA’larındaki küçük bir değişiklikten kaynaklanır. Bilim insanları, gelişmiş biyolojik teknolojiyi kullanarak, kalan sağlıklı genlerin hiçbirine ziyan vermeden kusurlu geni tespit etmeyi başardı.

Bu durum Beethoven farelerini, istenmeyen yan tesirlere neden olmadan sağırlıklarından kurtulabilecekleri manasına geliyor.

Fakat araştırmacılar, şimdilik insanların fazla umutlanmaması gerektiğini söylüyor. Zira bu gen tedavisinin beşerler üzerinde denenmesi için hala yapılacak çok araştırma var.

9. GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ KATİL GÜVELER

Elmas sırtlı genç dişi güveler, çiftçilerin mahsullerine büyük ölçüde ziyan verebilir. Normalde bu türlü bir haşere, böcek ilacı kullanılarak engellenmeye çalışılır. Lakin elmas sırtlı dişi güveler, kısa müddet içinde böcek ilaçlarına karşı direnç geliştirmesi ile biliniyor.

Birleşik Krallık merkezli bir biyoteknoloji şirketi olan Oxitec, haşere sayısını azaltmak için genetiği değiştirilmiş erkek güvelerden oluşan sürüler üretmeyi başardı.

Bilim insanları, erkek güvelere sırf dişileri etkileyen bir gen ekledi. Bu, ziyanlı genç dişilerin üremesini ve mahsullere ziyan vermesini engelleyebiliyor.

Genç erkekler, öbür yırtıcı dişilerle çiftleşerek öldürücü geni larvalarına aktarıyor ve bu süreç birkaç kuşak devam ediyor. Lakin uzmanlar, bir mühlet sonra dişileri öldüren genin tesirini yitirdiğini söylüyor.

10. HARİKA BAKTERİLERE KARŞI GENETİK ÇABA

Antibiyotiğe dirençli muhteşem bakteriler yahut virüsler, gelecekte insanların karşısına önemli bir tehdit olarak çıkabilir.

Yalnızca birkaç on yıl evvel penisilinle tedavisi kolay olan bu yıkıcı patojenler, antibiyotiklere karşı bağışıklık kazanıyor.

Bilim insanları, süratli bir formda yeni antibiyotikler üretemezlerse, bu düşman mikroplar nedeniyle 2050’ye kadar yılda 10 milyon mevtle karşı karşıya kalabiliriz.

Lakin ufukta umut var. Manchester Üniversitesi’nden araştırmacılar, CRISPR gen düzenlemesini kullanarak antibiyotik üretmenin yeni bir yolunu keşfettiler.

Grup, birkaç çağdaş biyolojik tekniği birleştirerek, malonomisin olarak bilinen alışılmadık bir antibiyotik çeşidi üretti.

Bu yeni teknik, bilim insanlarının yeni antibiyotik ilaç formları geliştirmelerine ve muhteşem bakterilerle savaşmalarına yardımcı olabilir.

Kaynaklar: Futurism, Kolombiya Üniversitesi, Harvard Üniversitesi, Nature.com, ScienceDaily, Ulusal Tıp Kütüphanesi, LiveScience

Tekno ‘on’ yazı dizimizin 23. kısmının sonuna geldik. Bir sonraki kısımda değişik 10 içerikle karşınızda olacağız. Aşağıdaki ilişkiden Tekno ‘on’ serimizin bütün kısımlarına ulaşabilirsiniz.