Sentetik Türleşme: CRISPR-Cas9 Genetik Mühendislik Yöntemi ile Yeni Böcek Türleri Yaratmak Mümkün!

Bilim tarihinden aşina olduğumuz şudur: Yeni bir organizmayı keşfetmek kolay değildir. Yeni bir türü keşfetmek istiyorsanız, yıllarınızı sahada araştırma yaparak geçirmeniz gerekir. Ancak genetik mühendisliği sayesinde "tür" dediğimiz şeyler, "bulunan şeyler" olmaktan çıkıp, "yaratılan şeyler" haline gelebilir!

Gelecekte, biyoteknolojiyi kullanarak evrimsel süreci ileri sarmak mümkün olacak. Araştırmacılar, yeni bir genetik mühendisliği yöntemi kullanarak, ilk kez laboratuvarda, birden fazla yeni meyve sineği türü yarattıklarını ilan ettiler. Bu, sıtma ve diğer böcek-kaynaklı hastalıkların olmadığı bir geleceği yaratmamızı sağlayabilir!

Macquarie Üniversitesi'nde sentetik biyoloji alanında doktora sonrası araştırmacı olarak çalışan Maciej Maselko, sentetik türleşme adı verilen yaklaşımın daha güvenli haşere kontrol teknolojileri oluşturmada faydalı olabileceğini söylüyor. Maselko'ya göre, geleceğe yönelik olası senaryolardan birinde sentetik türleşme, bitkileri tozlaştırabilen ve hatta kara mayınlarını tespit edebilen, tasarlanmış organizmaları üretmek için bile uygulanabilir! Maselko ve ekibi, bulgularını Nature Communications dergisinde yayınladı.^[1] Minnesota Üniversitesi'nden moleküler biyolog ve araştırma ekibinin bir üyesi olan Michael Smanski, şöyle diyor:

Türleşme, gezegende milyarlarca kez meydana geldi; ancak bugüne kadar hiçbir tür, mühendislik yöntemleriyle tasarlanarak türleşmedi.

Maselko, Smanski ve meslektaşları, 2018 yılında maya mantarlarını kullanarak "yeni bir türmüşçesine" farklılıklar üretmek için benzer bir yöntem kullanmışlardı; ancak yeni sonuçlar ile bu konseptin çok hücreli bir hayvanda mümkün olduğu ilk kez kanıtlandı.^[2] Smanski, bu yöntemin binlerce yıl yerine, sadece birkaç ay içinde çok sayıda yeni hayvan türleri üretebileceğini söylüyor.

Yeni meyve sineği türlerini yapmak için araştırmacılar, sineklerin DNA'sına mutasyonlar ekleyerek onları yeni türlere dönüştürmek için CRISPR-Cas9 adlı genetik bir kes-yapıştır aracı kullandılar.

Türler, genellikle, artık melezleşemediklerinde veya sağlıklı yavrular üretemediklerinde "farklı türler" olarak kabul edilir. Bu deneyde üretilen mutant sinekler ile vahşi/değişmemiş sinekler çiftleştiğinde, yavrular hayatta kalamadı ve bu da iki tür sinek türünün genetik olarak uyumsuz olduğunu gösterdi. Ancak kritik nokta şu: Mutant sinekler, kendi başlarına sağlıklıydılar ve aynı mutasyonu paylaşan başka bir sinekle çiftleştirildiklerinde, sorunsuz bir şekilde hayatta kalan yavrular ürettiler. Bu da mutasyona uğramış sineklerin üreyebileceğini gösteriyor; ancak yalnızca birbirleriyle!

Ekip, yöntemlerini 12 çeşit mutasyona uğramış sinek türü oluşturarak test etti, onları beş gün boyunca yabani sineklerle test tüplerinde barındırdı ve ardından, çeşitli yaşam evrelerinde hayatta kalan yavruların sayısını saydı. Bu varyasyonların dokuzunda, mutasyona uğramış ve yaban sinekleri arasındaki yavruların hiçbiri yetişkinliğe kadar hayatta kalamadı. Bu önemli bulgu, mutasyona uğramış türlerle melezleşen yabani türlerin ortadan kaldırılması gibi laboratuvar dışındaki genetik mühendisliği deneylerinin istenmeyen, uzun vadeli sonuçlarını önleyebilir. Araştırmacılar ayrıca, benzersiz bir mutasyon kümesi taşıyan 12 sinek suşunun her birinin, genellikle farklı bir suştan sineklerle hayatta kalan yavrular üretemediğini ve bunun sonucunda çok sayıda genetik olarak izole edilmiş soy ürettiğini buldular.

Yeni yaklaşım, gen sürücüsü olarak bilinen bir genetik mühendislik yöntemini uygularken karşılaşılan yaygın bir sorunu da çözebilir. Gen sürücüsü yönteminde, mühendislik yoluyla değiştirilmiş genler üremenin sonuçlarını manipüle edebilir ve mutasyonları popülasyona hızla yayar.

Araştırmacılar, sıtma sivrisineklerini ve diğer istilacı veya hastalık taşıyan zararlıları yönetmenin bir yolu olarak gen sürücüsü denen bu teknolojiyi araştırıyorlar. Ancak, sentetik mutasyonlar taşıyan az sayıda organizma bir laboratuvardan kaçıp vahşi ve mutasyona uğramamış bir popülasyonu ortadan kaldırırsa, bu popülasyonun genlerini tamamen değiştirebilir. Bu, gen sürücüsü yöntemine yönelik araştırmaları riskli hale getirebilir. Maselko, sentetik türleşmenin, melezleşme olasılığını ortadan kaldırarak, yaban hayatın genetik mühendisliği için daha kontrollü ve ekolojik olarak daha güvenli bir yol sunduğunu söylüyor.

Araştırma için bir sonraki zorluk; bu yaklaşımı sivrisinekler, istilacı sazan veya ekin yiyen böcekler gibi türlere genişletmek olacaktır. Ancak bu hayvanların genomları, meyve sineklerinin genomlarından daha az çalışıldığından, bu türlerin DNA'sını düzenlemek daha zordur. San Diego'daki Kaliforniya Üniversitesi'nde sentetik türleşme üzerinde de çalışan bir laboratuvarı yöneten biyolog Omar Akbari, şöyle diyor:

Bunun mümkün olacağından umutluyum, ancak zorlayıcı olacak. Biraz zaman alacak ve biraz mühendislik isteyecek.