MİTOKONDRİYAL DNA’DA İLK KEZ YAPILAN HEDEFLİ GEN DÜZENLEMELERİ
Tuhaf bir bakteriyel enzim, araştırmacıların popüler CRISPR-Cas9 genom düzenleme sisteminin bile başaramadığını gerçekleştirmesine olanak tanıdı: Hücrelerin enerji üreten yapıları olan mitokondrilerin genomlarında hedefli değişiklikler yapmak.
Kullanılan bu teknik, araştırmacıların mitokondriyal genomdaki mutasyonların neden olduğu hastalıkları incelemenin ve belki de tedavi etmenin yeni yollarını geliştirmesine olanak sağlayabilir. Çoğunlukla anneden geçen bu tür hastalıklar hücrenin enerji üretme becerisini bozuyor. Bu mutasyonlar özellikle de sinir sistemine, kaslara ve kalbe zarar verebiliyor ve bunlara sahip olan insanlar için ölümcül olabiliyor.
Ancak bilim insanlarının hayvan modellerindeki mitokondriyal genomlarda aynı değişimleri sağlamak için bir yolu olmadığından, bu hastalıkları incelemek şimdiye kadar zor oldu. Nature’da yayınlanan çalışmada kullanılan bu yeni teknik sayesindeyse, araştırmacılar şimdi ilk kez bu tür hedefli değişiklikleri yapmayı başardılar.
CRISPR-Cas9 yöntemi, Cas9 enzimini araştırmacıların DNA’nın düzenlemek istediği bölgesine yönlendirmek için bir RNA ipliğini kullanıyor. Bu hücre çekirdeğindeki DNA için iyi bir şekilde işe yarasa da, araştırmacıların bu RNA’yı mitokondrilere yönlendirmek için bir yolu bulunmuyor.
Broad Enstitüsü’nden kimyasal biyolog David Liu, 2018’in sonlarında bir e-posta aldı ve Washington Üniversitesi’nden mikrobiyolog Joseph Mougous liderliğindeki bir ekibin tuhaf bir enzim keşfettiğinden haberdar oldu. Burkholderia cenocepacia bakterisinin ürettiği bir toksin olan ve DddA adı verilen bu enzim çift iplikli DNA üzerinde direkt olarak etkili olabiliyordu. Liu ve Mougous, bu durumun DddA’yı mitokondriyal genoma ulaşmak için uygun kılabileceğini düşündüler.
Ekip DddA’yı bir genom düzenleme aracı haline getirmek için, enzimi sadece doğru bir yönelimle bir araya getirildikleri zaman DNA’yı değiştirecek olan iki parçaya ayırdı. Araştırmacılar enzimin hangi DNA dizisini değiştireceğini kontrol etmek için de, DddA’nın her iki yarısını da genomdaki belirli bölgelere bağlanmak üzere tasarlanmış olan proteinlere bağladılar.
Liu bunun bir tedavi yöntemi olarak kullanılması için daha çok zaman olduğunu belirtiyor. Liu ayrıca, ekibiyle birlikte yaptıkları bu ilk çalışmalarda DNA’da az sayıda hedeflenmemiş olan değişiklikler olduğunu bulmalarına rağmen (hedeflenmemiş değişiklikler CRISPR-Cas9 gen düzenleme yönteminde yaygın görülen bir sorun), farklı hücre türleri üzerinde daha fazla çalışmanın yapılmasına ihtiyaç olduğunu söylüyor.
Bu teknik, neticede mitokondriyal hastalıkları önlemek ve tedavi etmek adına kullanılmakta olan mevcut yöntemler için tamamlayıcı nitelikte olabilir.
Kaynak: www.nature.com/articles/d41586-020-02054-5?utm_ source=twitter&utm_medium=social&utm_content=organic&utm_ campaign=NGMT_USG_JC01_GL_Nature