2020 yılı Nobel Kimya Ödülü belli oldu. Bu sene ödül, CRISPR/Cas9 metodunu geliştiren iki kadın bilim insanı olan Emmanuelle Charpentier ve Jennifer A. Doudna’ya verildi. Nobel ödülleri, İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi, Karolinska Enstitüsü ve Norveç Nobel Komitesi tarafından dağıtılan en prestijli ödüllerden biri. 1901’den bu yana Alfred Nobel’in vasiyetnamesi üzerine dağıtılan bu ödüller fizik, kimya, edebiyat barış ve fizyoloji veya tıp dallarında dağıtılıyor.
Bu ödül, tamamen kadınlardan oluşan bir ekibe verilen ilk Nobel oldu. Aynı zamanda Nobel Kimya Ödülü, bir kadın tarafından beşinci defa kazanılmış oldu. Ödülü kazanan Dr. Charpentier, Berlin’deki Max Planck Patojen Bilimi Birimi’nin direktörü ve Dr. Doudna Berkeley’deki California Üniversitesi’nde profesör. Emmanuelle Charpentier ve Jennifer A. Doudna’ya Nobel Kimya Ödülü kazandıran çalışma, CRISPR / Cas9 genetik makas adı ile biliniyor. Araştırmacılar bu metodu kullanarak hayvanların, bitkilerin ve mikroorganizmaların DNA’sını son derece yüksek bir hassasiyetle değiştirebilirler. Bu teknolojinin yaşam bilimleri üzerinde devrim niteliğinde bir etkisi olarak görülüyor. Yeni kanser tedavilerine katkıda bulunacağı ve kalıtsal hastalıkları iyileştirme hayalini gerçekleştirebileceği düşünülüyor.
Nobel Kimya Komitesi başkanı Claes Gustafsson çalışma ile ilgili: “Bu genetik metotta, hepimizi etkileyen muazzam bir güç var. Bu yalnızca temel bilimde devrim yapmakla kalmadı, aynı zamanda yenilikçi ürünlerle sonuçlandı ve çığır açan yeni tıbbi tedavilere yol açacak” diye bahsediyor.
CRISPR/ Cas9’un Bulunuşu
Pek çok bilimsel buluş gibi CRISPR/ Cas9 teknolojisinin bulunuşu da beklenmedik olmuş. Emmanuelle Charpentier’in insanlığa en çok zarar veren bakterilerden biri olan Streptococcus pyogenes ile ilgili çalışmaları sırasında, daha önce bilinmeyen bir molekül olan tracrRNA keşfediyor. Çalışmasıyla, tracrRNA’nın, virüsleri DNA’larını parçalayarak etkisiz hale getiren eski bağışıklık sistemi CRISPR / Cas’ın bir parçası olduğunu gösteriyor. Charpentier, keşfini 2011 yılında yayınlıyor. Aynı yıl, geniş RNA bilgisine sahip deneyimli bir biyokimyacı olan Jennifer Doudna ile bir iş birliği başlatıyorlar. Birlikte, bakterinin genetik makasını bir test tüpünde yeniden oluşturmayı ve makasın moleküler bileşenlerini basitleştirmeyi başararak, kullanımı daha kolay hale getiriyorlar.
Daha sonrasında 2012 yılına birlikte CRISPR/ Cas9 genetik makasını keşfediyorlar. Genetik makaslar, viral DNA’yı tanıma ve onlarla etkileşim kurma görevine sahip. Charpentier ve Doudna, hedefi kontrol edebilmeyi, yani herhangi bir DNA molekülünü önceden belirlenmiş bir pozisyonda kesebilmeyi başarıyorlar.
Dr. Charpentier, ödülün birkaç kadın alıcısından biri olduğu için “mutlu” olduğunu söylüyor ve bu galibiyetin genç kadınlara “bilim yolunu takip etme” konusunda ilham vereceğini umduğunu belirtiyor. Hala erkeklerin egemen olduğu akademik disiplinlerde iki kadın arasındaki ortak galibiyet, “genç kızlar için gerçekten güçlü bir mesaj sağlayabilir” diye ekliyor.
CRISPR/ Cas9 Nedir? Nasıl Çalışır?
CRISPR/ Cas9, DNA dizisinin bölümlerini çıkararak, ekleme yaparak veya değiştirerek genom parçalarının düzenlenmesini sağlayan bir teknolojidir. Bu sistem, DNA’yı değişime (mutasyona) uğratan iki temel anahtardan oluşur. Bunlardan ilki, Cas9 adlı bir enzim. Bu enzim, iki DNA ipliğini genomdaki belirli bir konumda kesebilen bir “moleküler makas” görevi görüyor, böylece DNA bitleri eklenebiliyor veya çıkarılabiliyor. İkincisi ise, kılavuz RNA (gRNA) adı verilen bir RNA parçası. Bu parça, daha uzun bir RNA iskelesi içinde bulunan önceden tasarlanmış küçük bir RNA dizisinden (yaklaşık 20 baz uzunluğunda) oluşuyor. Yapı iskelesi parçası DNA’ya bağlanıyor ve önceden tasarlanmış sekans, Cas9’u genomun sağ kısmına “yönlendiriyor”. Bu, Cas9 enziminin genomda doğru noktada kesilmesini sağlıyor.
Kılavuz RNA, DNA’daki belirli bir diziyi bulmak ve ona bağlanmak için tasarlanmış. Kılavuz RNA, genomdaki hedef DNA dizisininkilere tamamlayıcı olan RNA bazlarına sahip. Bu, en azından teoride, kılavuz RNA’nın yalnızca hedef diziye bağlanacağı ve genomun diğer bölgelerine bağlanmayacağı anlamına geliyor. Cas9 enzimi, kılavuz RNA’yı DNA dizisinde aynı konuma kadar takip ediyor ve DNA’nın her iki ipliği boyunca bir kesim yapıyor. Bu aşamada hücre, DNA’nın hasar gördüğünü fark eder ve onu onarmaya çalışıyor. Bilim insanları, ilgilenilen bir hücrenin genomundaki bir veya daha fazla gende değişiklik yapmak için DNA onarım makinesini kullanabiliyor.
CRISPR’ın Etikliği Tartışması
CRISPR-Cas9 teknolojisi, kanser, hepatit B ve hatta yüksek kolesterol dahil olmak üzere genetik bir bileşeni olan bir dizi tıbbi durumu tedavi etmek için bir araç olarak çok fazla potansiyele sahip. Önerilen uygulamaların çoğu, somatik (üremeyen) hücrelerin genomlarının düzenlenmesini içeriyor, ancak germ hattı (üreme) hücrelerini düzenleme potansiyeli tartışmalı bir konu. Bu hattın hücrelerinde yapılan herhangi bir değişiklik nesilden nesile aktarılacağından, teknolojinin bu şekilde kullanımının etik olup olmadığı konusunda tartışmalar sürmekte. Bunlardan en önemlisi; Çinli bir bilim adamı olan He Jiankui, 2018’de, iki bebeğin genlerini H.I.V.’ye karşı dirençli hale getirmek amacıyla bu teknolojiyi kullandığını duyurması. Dr. He’nin deneyleri, bilim camiasındaki pek çok kişi tarafından, çocukların prosedürden kaynaklanan yan etkilere maruz kalma riski ve Dr. He’nin şeffaf olmaması nedeniyle sorumsuz ve tehlikeli olarak nitelendirildi ve bilim dünyasında çok ciddi tartışmalara yol açtı.
Kaynakça:
- www.nobelprize.org
- www.yourgenome.org
- www.nytimes.com
