Okuma süresi: 7 dk

CRISPR (İngilizce okunuşu: crisper, Türkçe okunuşu: krispir) ismine ilk kez, ilgiyle takip ettiğim bir Türk bilim insanının sosyal medya paylaşımından sonra dikkat kesilmiştim. Su an Şikago Üniversitesi’nde görev yapan A. Murat Eren o vakit şunu yazmıştı: “…CRISPR devrimi genetiğe dair her şeyi temelden değiştiriyor. Henüz din ve politika mevzunun gerisinde iken bu fırsatı değerlendirip bu mevzuyu iyice anlamaya bakın. 20 yıl sonra dönüp, “biz bunun başladığı günleri biliyoruz” diyeceğiz. Bugün bunu takip edebiliyor olmak Origins of Species’in ilk kopyasını okumak ya da PCR makalesine bir dergide raslamış olmaktan farksız. Kolay kolay heyecanlanan birisi değilim bak, ama bu hadise çok büyük dostum.” Dikkat çekici bu paylaşımdan sonra ben de “bunu yarım yamalak bilmek olmaz şimdi” deyip araştırmıştım. İlk tepkim “Adam haklı beyler! Bildiğin devrim bu” olmuştu. Bu vesile ile sizleri bu devrimden haberdar etmek, bilim insanlarının heyecanının nedenini açıklamak istedim. Çünkü, epiSTEM’deki yazıların bazılarında rastlamış olduğunuz bu sistemi ileride çok daha fazla duyacaksınız.

Nedir bu CRISPR? “CRISPR” aslında bir kısaltma. Uzunca bir açılımı var, ama teknik bir terimle okuyucuyu ürkütmemek için atlamayı tercih ediyorum. CRISPR, bakteri DNA’sında belli bir dizi topluluğudur. Bu dizilerin içinde önceden bakteriyi enfekte etmiş virüslerin DNA parçaları bulunur ve bunlar gelecekte bakteriyi benzer virüs saldırılarından korumak için kullanılır. Yani CRISPR, aslında bakterinin “kazanılmış” bağışıklık sistemidir. 1987’de moleküler biyoloji emektarı E. coli bakterisinde keşfedilen sistemin görevi 2007’ye kadar tam anlaşılamamıştır (1,2).

Nasıl çalışır bu kazanılmış bağışıklık sistemi CRISPR? Biyoloji derslerinizden hatırlarsanız eğer, virüsler hücre çeperinde bir delik açıp DNA’larını bu delikten hücre içine bırakır. Eğer bakteri daha önceden benzer bir virüs tarafından saldırıya uğramışsa, kendi DNA’sına, saldırıda bulunan virüs DNA’sından bir parça ekleyerek ilerisi için bir koruma mekanizması oluşturur. Eklenen parçalardan RNA üretilir ve bu RNA’lar ileride hücrenin içine girecek olan virüs DNA’ları ile eşleşir. Cas isimli bir protein eşleşme sağlanan DNA’ları keserek etkisiz hale getirir.

Moleküler biyoloji ile haşır neşir olmayanlar için durumu bir anoloji ile anlatalım. Şimdi Sinderella geldi ve sizin kalbinizi çalıp, acılar içinde bırakıp gitti. Hikaye o ya, giderken de masaldaki gibi ayakkabısını değil ayağını bırakmış olsun. Siz bu ayağa uyan ayakkabı üretiyorsunuz ve ayakkabıyı bir daha aşk acısı çekmemek için hep yanınızda taşıyorsunuz. Sonra da bu ayakkabının uyduğu insanlardan sakınıyorsunuz.

Peki böyle bir sistem nasıl oldu da bir devrime dönüştü? 2012 yılında Emmanuelle Charpentier (Max-Planck) ve Jennifer Doudna (UC berkeley) çok çarpıcı bir yayınla CRISPR/Cas sisteminin basit bir versiyonunun test tüpünde ve prokaryot hücrelerde gen değişikliği için kullanılabileceğini gösterdi (3). Kısa bir süre sonra Feng Zhang ve grubu (Broad Institute) aynı sistemin insan ve fare hücrelerinde uygulabilirliğini gosterdi (4). Böylece gen mühendisliği için altın bir çağ başlamış oldu. Bu yayınlardan sonra ardı ardına başarılı gen düzenleme haberleri geldi. Yöntem hızlıca dünyanın dört bir tarafına yayılıp; fare, maymun ve insan hücrelerinin dahil olduğu farklı sistemlerde kullanıldı (5-7). Düşünsenize, sadece birkaç bileşeni olan sistemle istediğiniz geni çıkarıp yerine istediğiniz başka bir geni ekleyebiliyorsunuz. “İyi de bu önceden de yapılmıyor muydu?“ diye aklınızdan geçiriyorsanız, hemen cevap vereyim: hiçbir zaman bu kesinlikte, bu kadar etkin şekilde, adeta nokta atışı yapar gibi gen değişimi yapacak teknoloji olmamıştı. Bu sistem, bilgisayarınızdaki belgenin bir yerine tıklayıp yazım hatasını değiştirmekle neredeyse aynı.

Son iki yılda CRISPR alanında yaşanan yeniliklere bakarak, ileride sayısız hastalığın tedavisinin mümkün olacağını artık kestirebiliyoruz. Mesela Pensilvanya Universitesi’nden araştırmacılar, AIDS virüsü tarafından enfekte edilmiş insan hücresinde virüs genini yok etmeyi başardı (8). Kansere neden olan mutasyonlu geni sağlıklı genle değiştirebildiğini gösteren birkaç çalışma yayınlandı bile (9).

CRISPR sisteminin geliştiricilerinin önümüzdeki birkaç yıl içinde Nobel ödülünü alması bekleniyor. Dedikodulara göre, Nobel heyeti patent başvurusunun sonucunu bekliyormuş. CRISPR için çok çetin bir patent çekişmesinin yaşandığını belirtmeden geçmeyelim. Charpentier ve Doudna’nın patent başvurusu beklerken; Zhang’in yaptığı başvuru kabul edilmiş oldu ve bu olay itirazları beraberinde getirdi. Çünkü Zhang, Charpentier ve Doudna’nın geliştirdiği sistemi bir adım öteye götürerek gelişmiş hücrelerde kullandı. Yöntemi ilk kez uygulayanların mı yoksa geliştirip insan ve fare hücresinde kullanılabilir olduğunu gösterenin mi patenti hak ettiğinin muhakemesini okuyucuya bırakıyorum. Nobel heyeti de sanırım “Sular durulsun da patenti kim aldıysa ödülü de ona veririz” diye düşünüyor. İsmi geçen 5 kişi var; ama bildiğiniz üzere Nobel sadece 3 kişiye veriliyor.

Tabi bu baş döndürücü gelişmeler birtakım endişeleri de beraberinde getiriyor. Bu endişelerin başında yöntemin güvenilirliği geliyor. CRISPR’i tedavi icin kullanmaya başlamadan önce hedeflenen bölge ya da bölgeler dışında değişikliklere neden olmayacağından emin olunması lazım. Aynı zamanda hedeflenen değişikliklerin bütün hücrelerde gerçekleştiğinden emin olup mozaik bir etki yaratmayacağının da test edilmesi gerekiyor. Ama asıl tartışma, yöntemin türümüzün embryosunda kullanılması hakkında. Bu konunun araştırma aşaması dahi tartışmalı. Şöyle ki, bilimsel bir çalışmada insanlardan veri toplayacaksanız eğer; örnek alacağınız bireylerin çok net şekilde bilgilendirilmesi ve rızasının alınması gerekiyor (Ingilizce: informed consent). Embryoda yapılacak çalışma için teorik olarak böyle bir rızanın alınması mümkün değil. Öte yandan bazı araştırmacılar anne ve babaların hali hazırda çocuklarının geleceklerini etkileyecek önemli kararları aldıklarını öne sürüyor. Embryodaki uygulamanın sonuçları bilinmezken kişilerin nasıl tam olarak bilgilendirileceği de başka bir endişe.

Diğer bütün teknolojilerde oldugu gibi, CRISPR’dan da insanlığın eşit olarak faydalanıp faydalanamayacağı tartışılan başka bir konu. Ya bu sistem sadece varlıklıların ulaşabildiği, fakir ülkelerdeki insanlarınsa ulaşamadığı için yok olup gittiği bir sisteme evrilirse? Ya da belli özellikler seçilip belli ırklar oluşturulursa? Kısaca, ya o izlediğimiz bilim kurgu filmleri gerçek olursa? Bu kaygıyı taşıyan insanların başında sanırım yöntemin geliştiricileri geliyor. Jennifer Doudna’nın bu konudaki TED konuşmasını (10) dinlemenizi mutlaka tavsiye ederim. Kendisi ve arkadaşları bütün dünyaya, insan çalışmalarına başlamadan önce biraz durup düşünmeyi öneriyor. CRISPR-Cas9 gerçekten de istenmeyen amaçlarla kullanılabilecek bir teknoloji olduğu için bilim insanlarının etik mevzuları tartışması, dünyaca geçerli kararlar alıp, bu kararların ihlali durumunda uygulanabilecek yaptırımlar tavsiye etmesi yerinde olacaktır.

Bilimle kalın.

Editör: Atılgan Yılmaz

Kaynakça:

(1) Y. Ishino ve arkadaşları (1987). J. Bacteriol. 169, 5429–5433.

(2) R. Barrangou ve arkadaşları (2007). Science, 315, 1709–1712.

(3) M. Jinek ve arkadaşları (2012). Science, 337, 816–821.

(4) L. Cong ve arkadaşları (2013). Science, 339, 819-823.

(5) D. Yanjiu ve arkadaşları (2016). Zoological Research, 37(4): 205–213.

(6) Nature Degisi, https://www.nature.com/news/first-monkeys-with-customized-mutations-born-1.14611 adresinden 13 Mart 2018 tarihinde alınmıştır.

(7) L. Yang ve arkadaşları (2014). Methods Mol. Biol., 337, 816–821.

(8) P. Tebas ve arkadaşları (2014). N. Engl J. Med., 370(10), 901-910.

(9) Science Dergisi, http://www.sciencemag.org/news/2016/06/first-proposed-human-test-crispr-passes-initial-safety-review adresinden 13 Mart 2018 tarihinde alınmıştır.

(10) https://www.ted.com/talks/jennifer_doudna_we_can_now_edit_our_dna_but_let_s_do_it_wisely