Gen düzenleme tekniği CRISPR/Cas9, araştırmacıların genetik hastalığa neden olan mutasyonları düzeltmek için bir organizmanın DNA’sında hassas ve etkili değişiklikler yapmasına olanak sağlamıştır. Ancak CRISPR/Cas9 yöntemi, olumsuz etkileri olabilecek istenmeyen DNA mutasyonlarına da yol açabilmektedir. Yakın zamanda Japonya’daki araştırmacılar, bu istenmeyen mutasyonları önemli ölçüde azaltırken CRISPR/Cas9 kadar etkili olan yeni bir gen düzenleme tekniği geliştirdiler.
Nature Communications‘da yayımlanan yeni bir çalışmada, Osaka Üniversitesi liderliğindeki araştırmacılar, nikaz adı verilen bir enzim tarafından tekli DNA ipliklerinde çok sayıda küçük kesik oluşturulmasına dayanan NICER adlı yeni bir teknik tanıttı.
Geleneksel CRISPR/Cas9 düzenlemesi, kılavuz RNA adı verilen küçük genetik kod parçalarını ve Cas9 adı verilen bir enzimi kullanır. Kılavuz RNA’lar DNA’nın belirli bir bölümünü hedef alır ve Cas9 enzimi bu konumda çift sarmallı DNA yapısında bir kırılma başlatır. Bu çift sarmal kırılması, DNA’da değişikliklerin başlatılması için kilit öneme sahiptir.
Bununla birlikte, çift sarmal kırılmalarının hücresel onarımı, istenmeyen DNA mutasyonlarına ve ayrıca CRISPR/Cas9 teknolojisinin klinik uygulamaları için güvenlik endişelerini artıran eksojen DNA’nın insan genomuna entegrasyonuna yol açabilir. Bu istenmeyen mutasyonları en aza indirmek için Osaka Üniversitesi liderliğindeki araştırma ekibi, DNA’da tipik olarak mutasyonlara neden olmadan onarılan tekli sarmal kırıkları veya “çentikler” oluşturan Cas9 nikaz kullanımını araştırdı.
Çalışmanın başyazarı Akiko Tomita, “Genomdaki her kromozomun bir ‘homolog’ kopyası vardır” dedi. “NICER tekniği kullanılarak, bir kromozomda mutasyonun görüldüğü ancak homolog kopyasının görülmediği heterozigot mutasyon, mutasyona uğramamış homolog kromozom şablon olarak kullanılarak onarılır.”
Araştırma ekibi ilk deneyleri için TK1 adlı bir gende bilinen bir heterozigot mutasyona sahip insan lenfoblast hücrelerini kullandı. Bu hücreler TK1 bölgesinde tek bir kesik oluşturmak için nikaz ile muamele edildiğinde, TK1 aktivitesi düşük bir oranda geri kazanıldı. Bununla birlikte, nikaz bu bölgede her iki homolog kromozomda birden fazla çentik oluşturduğunda, gen onarım etkinliği hücresel bir onarım mekanizmasının aktivasyonu yoluyla yaklaşık on yedi kat artmıştır.
Kıdemli yazar Shinichiro Nakada, “Daha ileri genomik analizler, NICER tekniğinin nadiren hedef dışı mutasyonlara neden olduğunu gösterdi” dedi. “Ayrıca NICER’in, bileşik heterozigot mutasyonları içeren genetik hastalıklardan türetilen hücrelerde hastalığa neden olan genlerin ekspresyonunu geri kazandırabildiğini görmekten memnuniyet duyduk.”
NICER yöntemi DNA çift sarmal kırılmalarını veya eksojen DNA kullanımını içermediğinden, bu teknik geleneksel CRISPR/Cas9 yöntemlerine güvenli bir alternatif olarak görünmektedir. NICER, heterozigot mutasyonların neden olduğu genetik hastalıkların tedavisi için yeni bir yaklaşımı temsil edebilir. [1]A NICER approach to genome editing
[cite]
Kaynaklar ve İleri Okuma
| ↑1 | A NICER approach to genome editing |
|---|
