Evinizde CRISPR Makinası Kurup İnsan Genlerini Değiştirmeye Başlayabilir Misiniz?

Daha önceden, CRISPR/Cas9 yöntemiyle genleri değiştirmenin sanıldığının aksine hiç de kolay bir iş olmadığından bahsetmiştik. Genetik bilimini kasıp kavuran CRISPR yönteminin detaylarını ise buradaki makalemizde anlatmıştık. Evet, CRISPR/Cas9 kuşkusuz gen düzenleme teknolojilerinde devrim yaratmıştır; ancak bu, yöntemin basitliğinden kaynaklanmamaktadır. Peki, yine de insanların genlerini değiştirerek süper-insanlar yaratmak gibi müthiş bir amaç için bu zahmete girecek olsak, böyle bir şeyi başarmamız mümkün olabilir miydi?

Sorunun kısa cevabını verelim: Eğer ki bu soruyu soruyorsanız, muhtemelen CRISPR/Cas9 yöntemine dair yeterince bilginiz yok demektir ve bu da, muhtemelen bu sistemi geliştirmenizin şimdilik mümkün olmadığını söylemek için yeterli olacaktır. Ancak soru arkasında yatan asıl "soru", CRISPR/Cas9 yöntemine dair en temel bir diğer yanlış anlaşılmayı gün ışığına çıkarmaktadır: CRISPR/Cas9 yöntemi, her türlü sisteme olduğu gibi uygulanabilen, tek-tipli bir mekanizma değildir!

CRISPR/Cas9 yönteminin kalbinde tek bir şey yatar: çeşitli DNA parçalarını hücrelerin içerisine sokma becerisi... Bunun da yolu, yöntem içerisindeki Cas9 proteini ve ona yüklenmiş olan, belli gen sekanslarına bağlanabilen RNA parçalarının varlığıdır. CRISPR/Cas9 yöntemiyle kodlanabilen gen dizilerini bildiğimiz bütün hücreler üretebilmektedir. Bu da, CRISPR/Cas9 yönteminin asıl gücüdür: Yöntem, halihazırda laboratuvarlarda kullanılan metotlara uygun spesifik DNA parçalarını, talep edilen yerlere yerleştirebilmektedir. Enzimleri ve bakterileri kullanarak DNA'yı değiştirmeyi 30 yıldır zaten becerebilmekteyiz. Dolayısıyla CRISPR/Cas9 yöntemiyle yaptığımız şey zaten aşina olduğumuz bir şeydir; sadece CRISPR/Cas9 yöntemi süreci bir miktar kolaylaştırmakta, bir miktar daha isabetli hale getirmektedir.

Dolayısıyla eğer ki evinizde bu şekilde gen değişikliği yaratabileceğiniz bir laboratuvar kurmak istiyorsanız, DNA üretip onu manipüle etmeyi biliyor olmanız gerekmektedir. Bu da, tam kapsamlı bir moleküler biyoloji laboratuvarına ve DNA'yı sizin için üretebilecek bakterilerin yetiştirilmesini gerektirmektedir. Dahası, bu DNA'ya dilediğiniz parçaları sokup, sonuçlarını test edebilmeniz gerekmektedir.

DNA üretim ve manipülasyonu için gereken teknolojiler günümüzde oldukça standarttır. İhtiyacınız olanlar termal döndürücü (thermalcycler), 2 adet sentrifüj makinası (biri 1 mL'lik, diğeri 1 L'lik), 1 tane 37oC'de kalabilen çalkalayıcı (shaker), ortamı sterilize edebilecek bir cihaz, cam alet edevat, bir dizi mikrokamış, agaroz kalıp ve uygun ekipman, DNA görüntüleme ekipmanı, enzimler ve daha pek çok ufak tefek alet edevat... Bunlar 2016 itibariyle yaklaşık 25.000 ila 50.000 dolar arasında tutacaktır.

Öte yandan ihtiyacınız olan diğer şey olan canlı hücrelerin ne kadara mâl olacağı tamamen neyi genetik olarak değiştirmek istediğinize bağlıdır. Yaygın olarak kullanılan canlılardan bazıları E. coli bakterisi, T. thermophia sillisi ve C. elegans halkalı solucanıdır. Bunun haricinde meyve sinekleri, balıklar, fareler ve insan embriyonik hücreleri de üzerinde en sık araştırma yapılan organizmalar arasında yer almaktadır. Bunların her biri, kendisine özgü şartların sağlanmasına ihtiyaç duymaktadır.

Örneğin eğer ki standart laboratuvar ekipmanlarına erişiminiz varsa E. coli bakterisi, genleri değiştirmesi en kolay olanıdır. Bunun sebebi büyük oranda DNA üretim mekanizmasının çok iyi biliniyor ve anlaşılmış olmasıdır. E. coli içerisine DNA sokmak çok basittir: Biraz hücre yetiştirirsiniz, birazcık tuz eklersiniz, hücreleri soğutursunuz, DNA'yı eklersiniz ve bir anda yüksek ısıya maruz bırakırsınız. Eğer ki kendi hücrelerinizi üretebilecek kapasiteye ulaşabilirseniz (ve onları -80oC'de saklayabilecek ekipmanlarınız varsa), bu bakteri hücrelerine her DNA eklemeniz 10 sent-1 dolar arası tutacaktır. Ancak DNA'sı değiştirilmiş hücreleri başkasından satın alacak olursanız hücre başına 20 dolar civarında ödemeniz gerekecektir.

T. themophila da benzer şekilde yetiştirilen bir diğer tek hücreli organizmadır. Ancak bakterilerle birebir aynı şekilde yetiştirilemez. İçerisine DNA sokmak çok daha zordur, çünkü E. coli içerisine DNA sokmak için kullanılan yönteme bu hücrelerin dayanmaları mümkün değildir. Bunun yerine "gen tabancası" denen bir alet kullanarak, vakumlanmış ortamda bulunan hücrelerin içerisine altın kaplanmış nanoparçacıklar ateşlemeniz gerekir. Kulağa pahalı geliyor, öyle değil mi? Bu gen silahı ve biyogüvenli bir ortamın sağlanabilmesi için yaklaşık 40.000 dolar civarında para harcamanız gerekecektir. Bu silahın her bir kullanımı 50-100 dolar arasında malzeme kullanmanızı gerektirecektir.

C. elegans, üzerinde çalışabileceğiniz en basit çok hücreli organizmadır, çünkü oda sıcaklığında bir miktar agar ile beslenerek yetiştirilebilirler. Yani az önce sözünü ettiğimiz malzemeleri kullanarak bunu "basitçe" yapabilirsiniz. Bu solucanların içerisine DNA sokmak için de az önce bahsettiğimiz silahı kullanmanız gerekecektir; ancak bunu doğru bir şekilde yapabilmek çok ama çok daha zordur. Bunu yapmanın bir diğer yolu, mikroiğne yöntemini kullanmaktır - ki bu da, iğne çekici, mikromanipülatör ve mikroskop dahil 50.000 dolar civarında bir masraf demektir.

Elbette ki burada sözünü ettiklerimiz, üzerinde çalışabileceğiniz en basit ve en ucuz canlılardır. Örneğin insan embriyonik kök hücreleriyle çalışacak olsanız, bunların sadece hayatta tutulması için haftada 5.000 dolar civarında harcamanız gerekecektir. Yani ortalama 2 ay süren bir gen manipülasyon deneyi için epey fazla parayı gözden çıkarmanız gerekecektir.

Dolayısıyla kendi araştırma laboratuvarınızı kurmak için kolları sıvamıyorsanız ve yeterince maddi desteğiniz yoksa, yakın bir gelecekte evinizde genleri değiştirebileceğinizi ne yazık ki düşünmemelisiniz. Belki uzak bir gelecekte bu mümkün olabilir...