Canlıların Soyunu Tüketmek Mümkün mü? Gen Sürücüsü Nedir?

Canlıların Soyunu Tüketmek Mümkün mü? Gen Sürücüsü Nedir? Gen sürücüsü, genleri kalıtımın tipik kurallarına uymayacak şekilde değiştiren bir tür genetik mühendisliği tekniğidir. Gen sürücüleri, belirli bir gen grubunun bir sonraki nesle aktarılma olasılığını önemli ölçüde arttırır. Bu da genlerin, bir popülasyon boyunca hızla yayılmasına ve doğal seçilimi “geçersiz kılmasına” yol açar. Bakterilerden elde edilen gen düzenleme teknolojisi CRISPR-Cas9 sayesinde araştırmacıların gen sürücüleri oluşturması daha kolay hale geliyor.

Gen sürücü teknolojisi ile “evrimsel rotayı” değiştirmek mümkündür. Imperial College London’da genetik bilimci olan Andrea Crisanti, bu teknolojinin gücünü şöyle anlatıyor:

Eğer isterseniz, bu teknolojiyi kullanarak nesillerin tükenmesine bile neden olabilirsiniz!

Bu, ilk etapta kulağa ürkütücü gelse de sıtmaya neden olan sivrisinekler gibi kitlesel olarak insanlara zarar veren türleri yok etmenin etkili bir yolu olabilir. Ancak bilim insanları, bir türün tamamını ortadan kaldırmak için gen sürücülerini kullanmanın sebep olabileceği potansiyel olarak daha geniş ekolojik ve çevresel etkileri belirlemek için araştırmalara devam ediyor.

Gen Sürücüleri Nasıl Çalışır?

Bir gen sürücüsü, üç temel bileşenden oluşur:

• Yaymak istediğiniz gen;
• DNA’yı kesebilen Cas9 enzimi ve
• enzimin nereden kesilmesi gerektiğini tanımlayan, programlanabilir DNA dizisi CRISPR.

Bu üç elementin kodlandığı genetik materyal, her iki kromozomda da değiştirmek istediğiniz doğal gen yerine, bir hayvanın DNA’sına yerleştirilir.

Crisanti, gen sürücüsünün gücünün, kalıtım yasalarını bozmak anlamına geldiğini söylüyor. Normal kalıtımda, herhangi bir genin atadan yavruya geçme olasılığı %50’dir. Gen sürücü teknolojisi, %50 olasılığı neredeyse %100’e dönüştürür.

Gen sürücü grubunu taşıyan bir hayvan, taşıyıcı olmayan bir hayvanla çiftleştiğinde yavrular, her iki ebeveynden de DNA’nın bir kopyasını alır: “Doğal versiyon” ve bir “gen sürücü versiyonu”. Sperm, yumurta ile birleştiğinde ve farklı ebeveynlerden gelen kromozomlar ilk kez dizildiğinde, gen sürücü DNA’sındaki CRISPR aktif hale gelir. Karşı kromozomdaki doğal genin kopyasını tespit eder ve doğal kopyayı, embriyonik gelişim başlamadan önce kesmek için Cas9 enzimini yönlendirir.

Doğal gen hasar gördüğünde, hücrenin özel onarım mekanizmaları tetiklenir. Onarım mekanizmaları hasarlı DNA’yı eski haline getirir, ancak şablon olarak gen sürücüsünü taşıyan, hasar görmeyen kromozomu kullanır. Yani, onarım bittiğinde her iki kromozom da gen sürücüsünün bir kopyasını taşır. Bu aşamadan sonra, gen sürücüsünün iki kopyası her hücrede olacak ve hayvan, gen sürücüsünü bir sonraki nesle aktaracaktır.

Ve süreç, böyle devam eder. Sürücü her iletildiğinde, CRISPR genin doğal versiyonunu keser, hücre onarım mekanizmaları müdahale eder ve gen sürücüsünün tek kopyası ikiye çıkar. Sadece birkaç nesil sonra yeni gen, popülasyondaki tüm bireylerde bulunur. Bu da gen sürücüsünün bir süre sonra doğal genin yerini tamamen alması demektir.

Gen Taşıyan Sivrisinekler

2018 yılında Crisanti ve ekip arkadaşları, Nature Biotechnology dergisinde, gen sürücü teknolojisinin, sıtmaya neden olan sivrisinek türü Anopheles gambiae popülasyonunun çöküşüne nasıl neden olabileceğini açıklayan bir çalışma yayımladı. Grup, cinsiyete bağlı bir geni değiştirecek ve dişi doğurganlığını bozacak bir gen sürücüsü oluşturdu. Hasarlı doğurganlık genine sahip gen sürücüsü, test popülasyonunun %100’üne sadece 7 kuşak kadar kısa bir sürede yayıldı. Türler çiftleşemedi ve popülasyon çöktü. Dünya Sağlık Örgütü’ne göre bazı araştırmacılar, gen sürücüsünün 2018 yılı itibariyle dünya çapında 280 milyon kişiyi hasta eden ve her yıl 405.000 ölüme neden olan acımasız sıtma hastalığını ortadan kaldıran yaklaşım olabileceğine inanıyor.

Cristanti, gen sürücü yaklaşımının sıtmaya neden olan sivrisinekleri yok etmek için son derece uygun fiyatlı ve sürdürülebilir bir yol olduğunu, böcek zehri ve çevre yönetimi gibi diğer yaklaşımların etkili, ancak son derece pahalı olduğunu ve birçok ülkenin ekonomik kapasitelerinin çok ötesinde meblağlara ulaştığını söylüyor:

Gen sürücüsü, temelde sürdürülebilirlik sorununu ele alarak, genetik bir özelliğin birkaç kişiden, popülasyonun tümüne yayılmasını sağlar.

Ancak bütün bir türün yok edilmesi önemli bir meseledir ve doğada gen sürücüsünün uygulanması kolay verilebilecek bir karar değildir. Canlıların Soyunu Tüketmek Mümkün mü? Gen Sürücüsü Nedir?

SİZİN İÇİN: Koronayla İlgili Şoke Edici Haber! “ABD ve Çin Birlikte Virüsü Çıkarttılar”

Gen Sürücüleri Tehlikeli mi?

Bilim insanları, zarar veren bir türün ortadan kaldırılmasının, ekosistemin geri kalanı için ne sonuçlar doğurabileceğini öngörmeye çalışıyor.

Gen sürücüsü kullanarak sıtmaya neden olan sivrisinekleri yok etmek, minimal etkili bir plan gibi görünmektedir. North Carolina State Üniversitesi’nde evrimsel biyolog olan Fred Gould, şöyle diyor:

Şimdiye kadar yapılan ekolojik testler, ekosistemin çökmediğini gösteriyor.

Diğer gen sürücüsü projelerinin ekolojik etkilerini ayırt etmek daha zordur. Örneğin, doğal çevreyi koruma taraftarları ve genetikçiler, istilacı ada kemirgenlerini ortadan kaldırabilecek bir gen sürücüsü üzerinde çalışıyor. 2016 yılında yayımlanan bir araştırmaya göre bu çalışma, kemirgenlerin 75 yerli türün neslinin tükenmesiyle bağlantılı olduğu göz önüne alındığında, son derece yerindedir.

Ancak kemirgenleri bir gen sürücüsü ile yok etmek, bir sivrisineğin yok edilmesinden daha büyük çapta ekolojik riskleri beraberinde getirebilir. Gen sürücülü kemirgenler adadan kaçar ve Kuzey Amerika gibi doğal yaşam alanlarına geri dönerse; sürücü, ekosistemin önemli bir parçası olan fare ve sıçanları da ortadan kaldırabilir. Kemirgenlerin yokluğu, ekosistemin çökmesine neden olabilir.

Bu nedenle Gould ve meslektaşları sadece adalarda yaşayan fareleri hedef alacak bir strateji üzerinde çalışıyor. Coğrafi olarak farklı popülasyonlar, genellikle yerel popülasyonlara özgü bir genin veya eş genin, aynı varyantını taşır. Bilim insanları, yok etmek istedikleri popülasyona özgü bir eş gen tanımlayabilirse, o popülasyona özgü bir gen sürücüsü oluşturabilirler. Sürücü, sadece bu spesifik eş geni taşıyan bireylere yayılacaktır. Böylece sürücü, spesifik eş geni taşımayan bireylerde işe yaramaz. Araştırmacılar bu yöntemi 2019 yılında Scientific Reports dergisinde yayımlanan bir çalışmada açıkladı.

Aynı zamanda bazı bilim insanları, istenmeyen sonuçlar doğması durumunda gen sürücüsünü çevreden soyutlamak için potansiyel iyileştirme planlarını veya stratejilerini inceliyor. Örneğin Crisanti ve meslektaşları, 2017 yılında PLOS Genetics dergisinde, gen sürücüsüne dirençli genetik mutasyonların, sadece birkaç nesilde gen sürücüsünü nasıl devam ettirebileceğini ve ortadan kaldırabileceğini açıklayan bir çalışma yayımladı. Gen sürücüsüne dirençli mutasyonun devam etmesi için gen sürücüsünden kaçınılması gerekir. Bu aynı zamanda istenmeyen bir gen sürücüsünü ortadan kaldırmanın bir yolu da olabilir.

İnsan sağlığını korumak ve ekolojik dengeyi sağlamak için gen sürücüsü kullanma kavramı umut verici olsa da yöntemin etkileri ve etkinliği üzerine yapılan araştırmaların önünde hala kat edilmesi gereken uzun bir yol vardır.

Canlıların Soyunu Tüketmek Mümkün mü, Gen Sürücüsü Nedir, teknoloji ile insan yaşamı sonlandırılabilir mi, gen sürücüsü nerede kullanılır, mutasyona uğrayan genler nelerdir, eş geni nedir, gen sürücüsüne dirençli mutasyonlar nelerdir, gen sürücüleri insan ve hayvanların yaşamı için tehlikeli mi, ekosistem nedir, ekosistem ne işe yarar, ekosistem nasıl çöker, popülasyon nedir, genlerin varyantı