ŞAŞIRTICI GEN TEKNOLOJİLERİ

Siz farkında olmasanız da genetik teknolojilerle dünyayı değiştirmeye çalışıyor. Tekno 'on' yazı dizimizin 23. bölümünde, bu teknolojinin kullanıldığı 10 şaşırtıcı projeyi listeledik.

Genetik teknolojileri, bildiğimiz klasik dünyayı değiştirmeye çalışıyor. Siz bu içeriği okurken, bilim insanları DNA'yı değiştirmenin farklı yollarını bulmaya çalışıyor. Örneğin son zamanlarda CRISPR olarak bilinen bir tür gelişmiş gen düzenleme teknolojisi, yeni genetik deneylerin yollarını açtı. CRISPR öylesine büyük bir saygı görüyor ki, 2020'de teknolojiyi bulanlar Nobel Kimya Ödülü'ne layık görüldü. Bu yeni gen düzenleme aracı, araştırmacıların DNA'yı benzersiz bir hassasiyetle değiştirmelerine olanak tanıyor ve şimdiden yeni kanser tedavisi yollarının bulunmasına yardımcı oluyor. Elbette gen düzenleme, birçok etik kaygıyı ortaya çıkaran tartışmalı bir uygulamadır. Ancak genetik teknoloji, akıllara durgunluk veren her tür bilimsel yeniliğe de ilham veriyor. Tekno 'on' yazı dizimizin 23. bölümünde, gen teknolojilerinin kullanıldığı 10 şaşırtıcı 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 başardı. Keçilerin genleri, kolon ve akciğerlerdeki kanseri tedavi etmek için kullanılan setuksimab ilacını oluşturmak için özel olarak değiştirildi. Şu anda, söz konusu ilaç sigortasız ayda 13 bin dolara mal olabiliyor. Ancak bilim insanları, bu ilacı keçilerin sütünden elde ederek ilacın fiyatının düşmesini ve daha erişilebilir olmasını sağlamaya çalışıyor. Ayrıntılı kimyasal yapısı nedeniyle setuksimab ilacının üretimi aslında oldukça pahalı ve zorlu. Ancak bu genetiği değiştirilmiş keçiler, ilaç endüstrisine setuksimabın kitlesel olarak üretilmesi için farklı bir yol sunuyor. Yeni Zelanda'nın AgResearch Enstitüsü'nde projeden sorumlu araştırmacı olan Götz Laible, "Hayvanlarda setuksimab yapmak çok daha ekonomik, çünkü meme bezleri büyük miktarda protein üretebilir." diyor. 2. BİLİM İNSANLARI, DNA'DA VERİ DEPOLAMAYI BAŞARDI Veri depolama, günümüzde oldukça zor bir iştir. Her gün büyük miktarda bilgiyi depolamak için sabit diskler, optik sürücüler ve bellekler gibi elektronik cihazlara ihtiyaç duyuyoruz. Ama belki başka malzemeler de veri depolamaya daha uygun olabilir. New York'taki bilim insanları, verileri canlı bakterilerin DNA'sında depolamak için gen düzenlemeyi kullanan yeni bir yöntem buldu. 2021'de Kolombiya Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, canlı E. coli hücrelerinin 72 bitlik veriyi depolayabildiğini gösterdi. Özünde, bir veri dosyası uzun bir 1ler ve sıfırlardan oluşur. Bilim insanları, hücreye belirli genleri ekleyerek birleri ve sıfırları E. coli DNA'sına kodlamayı başardılar. Hatta basit bir "Merhaba dünya!" mesajını bile yazabildiler. DNA, şaşırtıcı bir şekilde veri depolamaya çok uygundur. Biyolojik proteinler muazzam miktarda bilgi depolayabilir. Bilim insanları, bir tuz tanesi büyüklüğündeki DNA ipliğine, on uzun metrajlı filme eş değer veri depolanabileceğini tahmin ediyor. Dahası, DNA'yı okumak ve yazmak için gereken teknoloji zamanla giderek daha güçlü hale geliyor. Bununla birlikte, DNA veri depolaması henüz emekleme aşamasında, bu da yakın zamanda herhangi bir yerde kullanılamayacağı anlamına geliyor. 3. ÖLMEKTE OLAN FARELERİN ÖMRÜ UZATILDI Harvard Üniversitesi'ndeki bilim insanları, gen düzenlemeyi kullanarak ölmekte olan farelerin ömrünü uzattı ve yaşam beklentilerini iki katından fazla artırdı. Profesör David Liu liderliğindeki çalışmanın bir parçası olarak farelerde, çocuklarda erken yaşlanmaya neden olan nadir bir hastalık olan progeria üzerinde çalışıldı. Ortalama olarak, progerialı çocuklar 14 yaşına kadar yaşar. Durum, nadir görülen bir genetik mutasyondan kaynaklanır ve normal gen terapisi kullanılarak tedavi edilemez. Bunun yerine, Harvard ekibi progeria hastasının DNA'sının temel kodlamasını değiştirmenin bir yolunu geliştiriyor. Bu teknik, ölümcül hastalığı olan fareler üzerinde denendi ve ömürleri önemli ölçüde artırıldı. 215 gün hayatta kalması beklenen kemirgenler, ortalama 510 gün yaşamaya devam etti. Liu ve ekibi, bu bulguları progeria ve benzer genetik koşullar için etkili bir tedavi geliştirmek için kullanmayı umuyor. 4. BİR GÖZE UYGULANAN GEN TEDAVİSİ, DİĞER GÖZDEKİ GÖRME ORANINI ARTIRDI Bilim insanları, bir göze enjekte edildiğinde her ikisinde de görmeyi iyileştiren görme kaybı için bir gen terapisi türü keşfetti. Göz uzmanları, bu keşfin sonuçlarından emin olmasa da genler, enjekte edilen gözden tedavi edilmeyen diğer göze geçiyor. Bilim insanları, çoğunlukla genç erkeklerde bulunan bir tür ilerleyici görme kaybı olan Leber'in, kalıtsal optik nöropatisi (LHON) olarak bilinen bir durumu tedavi etmeye çalışıyordu. Bu nadir körlük türü, gözün retinasındaki hücrelere saldıran ve onları yok eden genetik bir mutasyondan kaynaklanır. Yakın zamanda yapılan bir denemede, 37 LHON hastasının gözlerinden birine gen tedavisi uygulandı. Ancak iki yıl sonra hastaların 29'u, her iki gözde de görmenin arttığını söyledi. Bilim insanları, ilk başta bu sonuca şaşırsa da daha sonra bir göze enjekte edilen genlerin gizlice diğer göze sızdığı ortaya çıktı. Bilim insanları, bu sonucu doğrulamak için maymunları kullandı. Maymunların bir gözüne aynı tedaviyi uygulayan uzmanlar, genlerin bir gözün optik sinirinden aşağıya doğru ilerlediğini, diğer optik sinire geçtiğini ve ardından diğer göze gittiğini buldu. 5. BOYNUZSUZ VE ZARARSIZ BOĞA Araştırmacılar, boğaların DNA'sını düzenleyerek boynuzsuz boğalar ortaya çıkarmanın bir yolunu buldu. Bu yeni yöntem, çiftçilere mevcut boynuzdan arındırma tekniklerine acısız bir alternatif sunuyor. Şu anda, sığırların boynuzlarının fiziksel olarak çıkarılması gerekiyor. Bu, boğa için son derece acı verici olabilen uzun ve zor bir süreçtir. Boynuzsuz boğaların diğer hayvanlara zarar verme olasılığı daha düşük olmakla birlikte, aynı zamanda taşınması daha kolaydır ve daha az yer kaplarlar. 2016'da iki yavru boğa genetik bir mutasyonla doğdu, bu da asla boynuz çıkarmayacakları anlamına 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 DAYANIKLI HALE GETİRİLDİ Sıcaklık yükseldikçe, ineklerde gerginlik seviyesi artar. Özellikle sığırlar, ısı stresine karşı daha hassastır. İnekler, çok uzun süre parlak güneşte bırakılırlarsa, iştahlarını kaybetmeye başlarlar, daha az süt üretirler ve gebe kalma olasılıkları azalır. Her yıl, ineklerdeki ısı stresinin ABD süt ürünleri endüstrisine 900 milyon dolara mal olduğu söyleniyor. Çiftçilerin yalnızca birkaç hayvana sahip olabildiği daha fakir ülkelerde, bu pek çok kişinin ekonomik anlamda çökmesine neden olabilir. Ancak şimdi Yeni Zelanda'daki bilim insanları, ineklerdeki sıcaklık stresine gen temelli bir çözüm 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, genellikle siyah lekeli olarak doğuyor. Ancak yapılan gen tedavisinden sonra buzağılar, açık renkli beneklerle dünyaya geldi. Bu da vücutlarının ısıyı daha az emmesini ve daha az stres 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 mücadele için yeni bir yöntem ortaya çıkardılar: CRISPR gen düzenlemesini kullanarak, farelerin sağlıksız beyaz yağ hücrelerini enerji yakan kahverengi yağ hücrelerine dönüştürdüler. Stodgy beyaz yağ hücreleri, vücudun içinde biriken sağlıksız lipitlerle doludur. Fazla beyaz yağ şeker hastalığına neden olabilir. Ancak kahverengi yağ hücreleri çok daha sağlıklıdır. Bu hücreler, enerji 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 rağmen, bu yöntemin bir gün obeziteyi tedavi edebileceğine inanıyor. 8. FARELERDE İŞİTME KAYBI GEN TEDAVİSİ İLE GİDERİLDİ İçeriğimizde çok fazla farenin olduğunun farkındayız. Ancak gen tedavisi için bu canlılar adeta biçilmiş kaftan. 2019'da Harvard Tıp Fakültesi ve Boston Çocuk Hastanesi'nde görevli araştırmacılar, farelerde işitme kaybı için bir gün insanlarda kullanılabilecek yeni bir tedavi olduğunu duyurdu. Beethoven fareleri, adından da anlaşılacağı gibi 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 zarar vermeden kusurlu geni tespit etmeyi başardı. Bu durum Beethoven farelerini, istenmeyen yan etkilere neden olmadan sağırlıklarından kurtulabilecekleri anlamına geliyor. Ancak araştırmacılar, şimdilik insanların fazla umutlanmaması gerektiğini söylüyor. Çünkü bu gen tedavisinin insanlar üzerinde denenmesi için hala yapılacak çok araştırma var. 9. GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ KATİL GÜVELER Elmas sırtlı genç dişi güveler, çiftçilerin mahsullerine büyük miktarda zarar verebilir. Normalde böyle bir haşere, böcek ilacı kullanılarak engellenmeye çalışılır. Ancak elmas sırtlı dişi güveler, kısa süre 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 yalnızca dişileri etkileyen bir gen ekledi. Bu, zararlı genç dişilerin üremesini ve mahsullere zarar vermesini engelleyebiliyor. Genç erkekler, diğer vahşi dişilerle çiftleşerek öldürücü geni larvalarına aktarıyor ve bu süreç birkaç nesil devam ediyor. Ancak uzmanlar, bir süre sonra dişileri öldüren genin etkisini yitirdiğini söylüyor. 10. SÜPER BAKTERİLERE KARŞI GENETİK MÜCADELE Antibiyotiğe dirençli süper bakteriler veya virüsler, gelecekte insanların karşısına ciddi bir tehdit olarak çıkabilir. Sadece birkaç on yıl önce penisilinle tedavisi kolay olan bu yıkıcı patojenler, antibiyotiklere karşı bağışıklık kazanıyor. Bilim insanları, hızlı bir şekilde yeni antibiyotikler üretemezlerse, bu düşman mikroplar nedeniyle 2050'ye kadar yılda 10 milyon ölümle karşı karşıya kalabiliriz. Ancak ufukta umut var. Manchester Üniversitesi'nden araştırmacılar, CRISPR gen düzenlemesini kullanarak antibiyotik üretmenin yeni bir yolunu keşfetti. Ekip, birkaç modern biyolojik tekniği birleştirerek, malonomisin olarak bilinen alışılmadık bir antibiyotik türü üretti. Bu yeni teknik, bilim insanlarının yeni antibiyotik ilaç formları geliştirmelerine ve süper bakterilerle savaşmalarına yardımcı olabilir.