CRISPR

Genom Düzenleme Teknolojileri, bilim adamlarının bir organizmanın DNA'sını, genetik materyallerin belirli genomik noktalarda ilave, kaldırılması veya yeniden düzenlenmesi yoluyla değiştirmelerini sağlar. Bu tür teknikler, hemofili ve orak hücre anemisi gibi genetik bozuklukları iyileştirmek için potansiyel olarak kullanılabilir. Genetik bozukluklar için güvenli ve etkili tedavilere yol açabilecek popüler ve yaygın olarak kullanılan bir DNA düzenleme araştırması aracı CRISPR-CAS9 sistemidir. CRISPR-Cas9, kümelenmiş düzenli aralıklı kısa Palindromik tekrarlar ve CRISPR ile ilişkili protein 9 anlamına gelir. Temel bir CRISPR-Cas9 sistemi, bir cas9 endonükleaz ve Cas9'u hedef DNA'ya yönlendiren küçük bir RNA'dan oluşur.

Kökeni

CRISPR dizileri ilk olarak bakterilerde gözlendi ve daha sonra arkelerde tanımlandı. Araştırmacılar CRISPR-Cas9 sisteminin istilacı virüslere karşı adaptif bir bağışıklık savunmasına hizmet ettiğini keşfettiler. Birçok bakteri ve arke bir DNA segment kütüphanesi ya da CROSPR dizisi oluşturmak için kısa viral DNA dizileri yakalar. Prokaryotlar aynı virüse veya virüs sınıfına yeniden maruz kaldığında, CRISPR dizilerini kullanarak viral istilacıları tanımaya yardımcı olan küçük RNA segmentlerini üretir ve daha sonra Cas9 veya benzer bir ensonükleaz ile viral DNA'yı yok ederler.

CRISPR-Cas9 Teknolojisi Kullanımı

CRISPR-Cas9 genellikle genomdan bir DNA parçası kaldırmak ve yerine yeni bir DNA dizisi eklemek için laboratuvarda kullanılır. Bunu başarmak için, araştırmacıların öncelikle kılavuz RNA adı verilen küçük bir RNA parçası oluşturmaları gerekir ve bu kısa bir dizi ile genomik DNA'daki belirli bir hedef diziye bağlanan kılavuz dizisi olarak adlandırılır. Kılavuz RNA da Cas9 (veya Cpf1 gibi diğer endonükleaz) ile ilişkilendirilebilir. Kılavuz RNA ve Cas9 proteini, RNA kılavuzunun hedef DNA dizisini tanımladığı ve Cas9'un onu kestiği bir hücreye uygulanır.

Hücrenin mekanizmaları daha sonra rasgele nükleotitler ekleyerek veya silerek kırık iplikçikleri onarır, hedef geni inaktif hale getirir. Alternatif olarak, özelleştirilmiş bir DNA dizisi, onarım mekanizmaları için bir şablon görevi görecek şekilde ve çıkarılan sıranın yerini alan RNA ve Cas9 kılavuzuyla birlikte hücreye eklenebilir. Bu araştırmacılar için genlerin “nakavt” etkilerini incelemek için ya da bir hastalığı tedavi etmek için mutasyona uğramış bir gen yerine normal bir kopyasını koyduklarını oldukça efektif bir yoldur.

İnsanlarda Etik ve Fizibilite Konuları

CRISPR-Cas9 sisteminin önemli gen modifikasyon yeteneklerinin bir sonucu olarak, özellikle embriyo düzenlemesi için kullanımı konusunda büyük tartışmalar yaşanmıştır. Çinli bir bilim adamı son zamanlarda HIV enfeksiyonu ile ilgili bir geni devre dışı bırakmak için CRISPR teknolojisini kullanarak genom düzenlenmiş bebekler yarattığını iddia etti. Bu, prosedürün etik ve güvenlik konuları konusunda endişe duyan bilim adamlarının küresel bir tepkisine yol açtı. Pek çok kişi bu hareketi erken olarak nitelendirirlerken, diğerleri hedef dışı genomik etkilerle ilgili endişelerini dile getirdiler. CRISPR-Cas9 sistemi için olası biyoteknoloji uygulamalarının sayısı büyük olmakla birlikte, kullanımı sonucunda ortaya çıkabilecek zorlukları göz önünde bulundurmak önemlidir.