Genetiği Değiştirilmiş İnsanlar Uzay Yolculuğunun Geleceği Olabilir mi?

Uzayda yaşam düşüncesi, hem sanatta hem de bilimde insanları sürekli olarak etkilemiştir. Bilimkurgu filmlerinde sıkça rastladığımız uzayda yaşam konseptleri, bize farklı gezegenlerdeki olasılıkları hayal ettirir. Ancak bu konsepti bilimsel olarak ele aldığımızda, karşımıza aşılması gereken birçok zorluk çıkmaktadır. Ay'da, Mars'ta ve daha uzak bölgelerde insan yerleşimlerini düşündüğümüzde; seyahat süreleri, yiyecek temini, radyasyon riski gibi faktörler biyolojimiz adına ciddi sorunlar teşkil etmektedir. Derin uzaydaki zorlu çevre koşulları bazı düşünürleri, insanları Güneş Sistemi'nin daha uzak bölgelerine götürürken, gen düzenleme teknolojisinin bu zorlukların üstesinden gelmek konusunda bir çözüm olabileceği yönünde düşündürmektedir.

Astronom Martin Rees ve Donald Goldsmith, Astronotların Sonu (İng: "The End of Astronauts") adlı kitaplarında; insansız uzay araçları ve robotların Güneş Sistemi'ni keşfetmenin, insan göndermenin getirdiği maliyet ve risklerden kaçınarak daha avantajlı olabileceğini savunmaktadırlar. Ancak Rees; gen düzenleme teknolojisinin, insanları gezegenlerarası bir tür haline getirmede yardımcı olabileceğini de belirtmektedir. Bu noktada, insanlı keşfin savunucusu olan Dr. Zubrin ile aralarında bir miktar anlaşma sağlanmıştır.

Genom Düzenleme: Uzay Yolculuğu için Yeni Ufuklar

Genomumuz, hücrelerimizde bulunan tüm DNA'yı içermektedir ve 2011 yılından bu yana genomları kolay ve hassas bir şekilde düzenleyebilmekteyiz. İlk olarak, bugün bir lise laboratuvarında bile düşük maliyetle kullanılabilen ve Uluslararası Uzay İstasyonu'nda dahi kullanılan CRISPR-Cas9 adlı moleküler araç ortaya çıkmıştır. Daha sonra canlı organizmaların genomlarında küçük değişiklikler yapabilen baz ve ana düzenleme teknikleri geliştirilmiştir.

Science Alert

Gen düzenlemenin daha ileriye seyahat etmemize olanak tanıyacak potansiyel uygulamaları neredeyse sınırsızdır. Derin uzayda astronotların karşılaşacakları en büyük tehlikelerden biri, birçok vücut fonksiyonuna zarar verebilecek ve uzun vadede kanser riskini artırabilecek yüksek radyasyon dozlarıdır. Gen düzenleme, radyasyonu temizleme yeteneğine sahip bitkilerden ve bakterilerden genlerin insanlara aktarılması gibi yenilikçi çözümler sunabilir. Bu alandaki çalışmalar, sadece uzay araştırmaları için değil, Dünya üzerindeki nükleer kazaların etkilerinin azaltılması gibi konularda da potansiyel çözümler sunmaktadır. Lord Rees gibi düşünürler, bunun Güneş Sistemi'nde ilerlememiz için bir anahtar olduğuna inanmaktadırlar.

Radyasyona dirençli canlılara örnek olarak Deinococcus radiodurans verilebilir. Bu bakteri, dünyanın radyasyona en dirençli bakterisi olarak bilinir ve "Conan the Bacterium" olarak adlandırılır.^[3] İyonize radyasyon ve kuraklık gibi stres koşullarına karşı olağanüstü bir direnç gösterir. Deinococcus radiodurans, 5,000 Gy (Gray) veya daha fazla iyonize radyasyon seviyelerine dayanabilmektedir. Karşılaştırma yapacak olursak, insanlar için 5 Gy ölümcül bir doz olarak kabul edilmektedir. Bu bakterinin dayanıklılığı, esas olarak DNA onarım mekanizmalarının etkinliği ve protein yapılarıyla ilişkilidir. Öyle ki bu bakteriler, DNA hasarını hızlı bir şekilde onararak hücresel bütünlüğü korur. Deinococcus radiodurans'ın genomundaki belirli genlerin tanımlanması, bu dayanıklılığın nedenlerini anlamamıza yardımcı olabilir.

Science Photo Library

Ayrıca, insanların yaşlanmasını yavaşlatan ve hücresel bozulmayı önleyen genler tanımlanarak insanlara aktarılabilir. Uzayda uzun süre kalan astronotlar için, kendi yiyeceklerini yetiştirmek gerekeceğinden, radyasyona dayanıklı bitkiler geliştirmek önemli bir çözüm olabilir. Ayrıca, gen düzenleme sayesinde astronotların genetik yapısına uygun tıbbi müdahaleler yapılabilir. Bu, astronotların sağlık sorunlarına daha etkili çözümler bulmamızı sağlayabilir.

Aşırı Koşullar İçin Genler

Su ayıları olarak bilinen tardigradlar, aşırı dayanıklılıkları ile dikkat çeker. Bu mikroskobik canlılar; aşırı sıcaklıklara, basınca, yüksek radyasyona ve açlığa karşı dayanıklıdır ve hatta uzayın vakumuna bile dayanabilmektedirler. Genetikçiler, bu olağanüstü stres toleransını sağlayan genleri ve proteinleri anlamak için yoğun çalışmalar yapmaktadır. Nature dergisinde yayınlanan bir makale, tardigradların stres toleransını sağlayan kilit genleri ve proteinleri ortaya çıkarmayı hedeflemiştir.^[1]

Bu genleri bitkilere aktararak onları yüksek radyasyon ve çevresel strese karşı daha dayanıklı hale getirmek mümkün olabilir mi? Daha da ilginci, tardigrad genlerini insan genomuna ekleyerek uzayın sert koşullarına daha dayanıklı hale gelebilir miyiz? Bilim insanları; tardigrad genlerinin insan hücrelerine eklendiğinde, hücrelerin X-ışını radyasyonuna karşı artan bir tolerans geliştirdiğini göstermiştir. Özellikle, tardigradlarda bulunan benzersiz bir DNA ile ilişkili proteinin, insan hücrelerinde X-ışınlarının neden olduğu DNA hasarını yaklaşık %40 oranında azalttığı ve radyasyona dayanıklılığı artırdığı gösterilmiştir. Bu bulgular, tardigradlara özgü proteinlerin dayanıklılık açısından önemli olduğunu ve tardigradların yeni koruyucu genler ve mekanizmalar için zengin bir kaynak olabileceğini göstermektedir.^[2]

Tardigradlardan gen aktarmak, insanları ve bitkileri uzay yolculuğuna daha uygun hale getirmek için öne sürülen bir fikirdir. Elbette bu aşamaya gelebilmek için çok daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyulmaktadır. Birçok hükümet, gen düzenlemenin nasıl kullanılacağı ve bir türden diğerine gen aktarımı konularında sıkı kısıtlamalar getirmektedir. Almanya ve Kanada bu konuda en temkinli ülkeler arasında yer almaktadır.

Etik ve Hukuki Engeller

2018 yılının Kasım ayında Çinli bilim insanı He Jiankui, ilk genleri düzenlenmiş bebeklerin oluşturulduğunu duyurdu. Doğmamış ikizlere HIV enfeksiyonuna karşı direnç sağlayan bir gen eklemiştir. He Jiankui daha sonra etik ihlaller nedeniyle hapse atılmış, ancak serbest bırakıldıktan sonra araştırmalarına devam etmesine izin verilmiştir.

Sonuç

Eğer gen düzenleme teknolojileri uzay araştırmalarında başarılı bir şekilde kullanılabilirse, bu alanın kozmosun keşfinde ilerlememizi sağlama potansiyeli bulunmaktadır. Ancak, bu teknolojilerin toplum tarafından kabul görmesi gerekmektedir, çünkü insan genomunu kalıcı olarak değiştirme fikri birçok etik ve toplumsal kaygıya yol açabilir. Hedeflenen genleri düzenlemenin hassasiyetini artıran baz ve ana düzenleme teknikleri artık oldukça gelişmiş durumdadır, ve teknolojinin toplumsal tartışmaların önünde ilerlediği görülmektedir.