CRISPR-Cas9 gen düzenleme aracı, bilim dünyası açısından son on yılın en önemli buluşlarından biri olarak gösterilebilir. Maryland Üniversitesi’nden bilim insanları CRISPR teknolojisini bir adım daha ileriye götürerek, tek seferde birden fazla gen üzerinde değişiklik yapabilen CRISPR-Combo sistemini geliştirdi. Oğuz Sezgin / Gerçek Bilim
CRISPR yaşayan organizmalar üzerinde spesifik genleri kesip, yapıştırmaya yarayan önemli bir genetik teknolojisidir. CRISPR sayesinde hastalıklar için yeni tedavi imkanları doğuyor. Kanser,diyabet, genetik körlük ve kan hastalıkları için bir çok yeni tedavi geliştirilebiliyor. Ayrıca mahsuller ve çiftlik hayvanları geliştirilerek verim ve sağlık açısından önemli değişikler sağlanabiliyor.
Son yıllarda CRISPR’da bazı geliştirmeler yapıldı. Yeni teknikler sayesinde birkaç farklı gen aynı zamanda geliştirilebiliyor ya da diğer bir teknikte DNA’yı kesmeden, gen kapatılıp açılabiliyordu.
Maryland Üniversitesi’nde yapılan araştırmada ise bu iki teknik bir araya getirilerek, CRISPR-Combo adı verildi. Genelde bir kılavuz (guide) RNA dizini ya düzenleme yapar ya da aktivasyon fonksiyonu gösterir. İşte araştırma ekibini farklı RNA’lara iki fonksiyon atadı – Cas9 düzenleme ve iskelet sgRNA aktivitasyonu.
Ekip bu konsepti farklı deneylerde test etti. İlk olarak domates ve pirinç bitkilerini kullanarak herhangi bir çakışma olmadan iki fonksiyonun da çalışabileceğini gösterdi. Testler başarılıydı. “Konseptin kanıtı olarak A geninin kapatılarak, B geninin hiçbir çakışma olmadan aktive edilebileceğini gösterdik. Çakışma olsaydı B geni kapatılarak, A geni aktive olabilirdi,” diyor araştırmanın yazarı Yiping Qi. Sonrasında araştırmacılar laboratuvar bitkisi nicar otu(arabidopsis) alarak iki faydalı değişimin eşzamanlı yapılıp yapılamayacağına baktı. Bir geni düzenleyerek, bitkiyi herbisitlere(böcek öldürücü) karşı daha dirençli hale getirirken, diğer geni aktive ederek bitkinin erken çiçek açmasını sağladı. Sonuç olarak, genetiği değiştirilen nicar otu herbisitlere karşı dirençli olurken, iki kez daha hızlı üremeye ve yılda 8 jenerasyon verimine ulaştı. Diğer testlerde ise çeşitli bitkilerde doku kültivasyonuyla üreme verimini arttırmaya çalıştı. Kavak ağacında yararlı genleri düzenleyerek, bitkide doku rejenerasyonundan sorumlu 3 geni aktive etti. Sonuç olarak, yeni kavak köklerinin daha hızlı büyüdüğünü ve değiştirilmiş mahsullerde başarı oranının arttığını gösterdi. Aynı zamanda CRISPR-Combo kullanılarak düzenlenen pirinç bitkilerinde hormon desteği olmadan büyüyebildiği ve hormonlarla büyütülenlerden daha fazla düzenlenmiş gen ifade ettiği görüldü.
Ekip yeni teknik sayesinde ekin ve diğer bitkilerin düzenlenmesinde pek çok yeni olasılık doğacağı ifade ediliyor. Böylece böcek öldürücü direnci ve besin değerleri iyileştirilebilecek.
Bitki Bilimi ve Peyzaj Mimarlığı Bölümü’nde doçent ve çalışmanın ortak yazarı Yiping Qi, “Birleştirilebilecek özellikler açısından olasılıklar gerçekten sınırsız. Asıl heyecan verici olan şeyse, CRISPR-Combo’nun bitkilerde genetik mühendisliğine daha önce sahip olmadığımız bir gelişmişlik düzeyi sunmasıdır.”
Araştırma Nature Plants dergisinde yayınlandı .
