EON𝑝𝑒𝑑𝑖𝑎

Başlangıçtan bugüne.

Cas9 proteininin tek-kılavuz RNA ve hedef DNA ile kompleks hâlinin moleküler grafiği. Sistemin zarafeti şuradadır: kesimi yapan protein hep aynı kalır; siz yalnızca 20 nükleotidlik kılavuz RNA'yı değiştirerek genomun her noktasına bıçağı tutturursunuz.CC BY 4.0

Haziran 2012 · Berkeley, Kaliforniya, ABD (ve Umeå, İsveç)

CRISPR-Cas9: yaşamın yazısını yazma çağı başlıyor

Paylaş

Jennifer Doudna ve Emmanuelle Charpentier'in Science'da yayımladığı makale, bakterilerin virüs savunma sisteminden "programlanabilir" bir DNA kesicisi türetti: kılavuz RNA + Cas9 nükleaz. Önceki yöntemlerden 10–100 kat ucuz ve hızlı olan yöntem genom düzenlemeyi haftalık standart bir laboratuvar tekniğine dönüştürdü. 2020 Kimya Nobel'i; 2023'te ilk klinik onay.

1980'lerde bakteri genomlarında garip, tekrarlayan DNA dizileri fark edildi: kısa palindromlar, aralarına sıkıştırılmış benzer uzunluktaki başka diziler. 2005'te ispanyol araştırmacı Francisco Mojica bu "aralayıcıların" virüs DNA'sından alındığını gösterdi — bakterinin bir tür bağışıklık hafızasıydı bu. 2007'de Danimarkalı süt endüstrisi araştırmacıları, bir bakterinin CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) sisteminin gerçekten viral saldırılara karşı koruduğunu deneyle doğruladı. Mekanizma uzun yıllar sade bir bilim merakı olarak kaldı — ta ki birileri, sistemin doğada yaptığını laboratuvarda istediği yere yöneltebileceğini fark edene dek.

O an, Emmanuelle Charpentier'in (önce Viyana, sonra Umeå) Streptococcus pyogenes'in CRISPR'ında tracrRNA adlı bir küçük RNA molekülünü keşfiyle başladı; bu molekül kılavuz RNA'yı Cas9 proteinine bağlıyor, Cas9 da onun gösterdiği DNA dizisini bıçak gibi kesiyordu. Charpentier 2011'de Berkeley'den Jennifer Doudna ile bir konferans köşesinde tanıştı; 2012 ilkbaharında ortak ekipleri sistemi öyle yalınlaştırdı ki tracrRNA ile kılavuz RNA tek bir 'single-guide RNA' molekülünde birleşti. 28 Haziran 2012'de Science'a teslim edilen makale şunu söylüyordu: 20 nükleotidlik bir RNA tasarla, Cas9'la birlikte hücreye sok, genomda istediğin tek yeri kestirebilirsin. Daha önceki gen düzenleme yöntemleri (çinko-parmak nükleazları, TALEN'ler) her hedef için aylar süren protein mühendisliği gerektiriyordu; CRISPR-Cas9 bunu birkaç günlük bir RNA tasarımına indirdi. Maliyet 10–100 kat düştü.

Devrim hızlandı. 2013 Ocak'ta Feng Zhang'ın Broad Institute ekibi ve George Church'ün Harvard ekibi sistemin insan hücrelerinde çalıştığını bağımsızca gösterdi; patent kavgası başladı (Broad ile Berkeley arasındaki dava bugün hâlâ tam çözülmedi). Sonraki on yılda CRISPR mahsul ıslahından sivrisinek kontrolüne, kanser tedavisinden korunan türlerin neslinin geri kazanılması projelerine kadar yayıldı. 2020 Kimya Nobel'i Doudna ve Charpentier'e gitti — Nobel tarihinde aynı ödülün iki kadına birden verildiği ilk durumdu.

Ama 2018'de küresel bir etik krizi patladı: Çinli biyofizikçi He Jiankui, ikiz bebeklerin embriyolarını CRISPR'la düzenleyip HIV'e dirençli doğdurduklarını ilan etti. Germline (kalıtsal) bir düzenleme yapılmıştı — ve bu çocukların değiştirilmiş DNA'sı sonsuza dek insan gen havuzuna geçmiş oldu. Dünya bilim camiasından sert kınama geldi, He hapse girdi; ama Pandora'nın kutusu artık görünür biçimde aralanmıştı. Düzenleyici tartışma süredursun, tedavi cephesinde 2023'te ilk CRISPR ilacı — Casgevy, orak hücreli anemi için — ABD ve İngiltere'de onaylandı; somatik (kalıtsal olmayan) hücreleri yeniden yazıp ömür boyu hastalığı silmek artık FDA listesinde bir tedavi seçeneği. DNA'nın çift sarmal yapısı 1953'te çözüldü; 59 yıl sonra insanlık o yazıyı okur olmaktan çıkıp düzeltmenle yazar konumuna geçti.

Galeri

Konum

Berkeley, Kaliforniya, ABD (ve Umeå, İsveç) · OpenStreetMap →

Kaynaklar