Biomedya - Biyoteknoloji & Yaşam Bilimleri

Vektör üzerinde aktarılacak DNA bölgesinin yanı sıra, aktarılan geni alan bireylerin seçimini sağlayacak antibiyotik direnç genleri ve aktarılan DNA’nın işlevsel hale gelmesini sağlayacak bazı özel gen bölgeleri bulunmaktadır. 

En popüler antibiyotik direnç genleri şunlardır:

Neomycin phosphotransferase II (nptII)

Hygromycin phosphotransferase (hpt).

Yaygın kullanımları söz konusu olmasa da diğer antibiyotik direnç genleri ise şunlardır:

Gentamycin acetyltransferase (accC3) 

Bleomycin

Phleomycin 

NPTII enzimi, bitki türlerine yapılan gen aktarımlarında kanamisin ve neomisin gibi aminoglikozid antibiyotiklerin fosforilasyonunu sağlayarak onların etkisini inaktif hale dönüştürmektedir. Hygromycin phosphotransferase ise hem bitki hem hayvan sistemleri için uygun bir markördür ve HPT enzimi hygromycin B antibiyotiğini inaktif yapmaktadır. Hygromycin genellikle kanamisinden daha toksiktir ve hassas hücrelerin daha çabuk ölümüne sebep olmaktadır.

Paul Berg Amerika’da 1972 yılında genetiği değiştirilmiş ilk DNA molekülünü oluşturmuştur. Bir yıl sonra; Stanley Cohen, Annie Chang ve Herbert Boyer bir antibiyotik direnç geninin bakteriye transferini gerçekleştirmişlerdir. İlk transgenik bitki ise; 1982 yılında antibiyotiğe dayanıklılık geni aktarılmış tütün bitkisi olmuştur ^[4]. 

Agrobacterium tumefaciens aracılığıyla ve doğrudan gen aktarım yöntemlerinde gen transferi yapılan hücrelerin ve bu hücrelerden gelişen bitkilerin seçilebilmesi için işaret genlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Antibiyotik direnç genlerinin insan sindirim sisteminin mikroflorasında lateral transferinin insan sağlığını tehdit ettiği düşünülmektedir. 

Neomycin fosfotransferaz II gibi genlerin alerjik olabileceği de diğer bir kaygıdır ^[1].

Transgenik bitki üretiminde kullanılan bu genlerin doğaya yayılma ihtimali kimi çevrelerce çok büyük bir tehlike olarak görülmektedir. Zira antibiyotik direnç genlerinin patojen mikroorganizmalara geçmesi durumunda bu bakterilerin neden olduğu enfeksiyonları kontrol altına almak oldukça zorlaşacaktır denilmektedir. 

Kanser oluşumunda rol oynama gibi olumsuzluklara yol açabileceğini savunan tartışmalar da yapılmaktadır ^[2]. 

Antibiyotik direnç genlerinin, insan ve hayvan bünyesindeki bakterilere geçerek onların da antibiyotiklere dirençli hale gelmesine neden olabileceği düşünülmektedir. Ancak bu durum deneysel olarak ispatlanamamıştır ^[5].

Dünya Sağlık Örgütü (World Health Organization; WHO), Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Örgütü (Food Administration Organization; FAO) ve Avrupa Gıda Güvenliği Birliği (The European Food Safety Authority; EFSA) tarafından yapılan toplantılarda bu risklerin gerçekleşme olasılıkları tartışılmış ve düşük de olsa risklerin ortaya çıkabileceği bildirilmiştir. Bu duruma çözüm olarak aşağıda sayılan alternatif metotların geliştirilmesi tavsiye edilmiştir ^[3].

Antibiyotik dayanıklılık genlerinin yatay transferi, toplumların risk algısı ve marketteki ürünlerin tüketici tarafından kabulü vb. konular alternatif metotları düşünmeye zorlamıştır bilim insanlarını.

Antibiyotik direnç genlerinin kullanılmasını önlemek için iki genel strateji izlenmektedir:

1. Çoklu seçilebilir toksik olmayan markör genlerin kullanımı (Pozitif seleksiyon). Seçilebilir bir markör gen, bir DNA sekansı, özellikle dönüştürülmüş hücrelerin tanımlanmasında kullanılmaktadır. Antibiyotiğe dayanıklı markör genlere alternatif olarak GFP (Yeşil Fluoresans Protein) ve mannoz (Man) seleksiyonuna dayalı bitki transformasyonu kullanılabilmektedir. Ancak, çoklu seçilebilir markörlerin sayısı sınırlıdır. Ancak geliştirilmeye açık bir alandır.

2. Elde edilen transgenik bitkide seçilebilir markör genin eliminasyonu. 

 Sonuç olarak; alternatif genlerin kullanımı, söz konusu ürünlerin ticari ekimlerine izin verilmeden önce yoğun ve kapsamlı laboratuvar ve klinik testlerin yapılması gibi çözüm önerileri mevcuttur. Biyogüvenlik Kurulu konu hakkında detaylı çalışmaların yapılması yönünde itici güç haline gelmeli ve toplum bilgilendirilmelidir. Risk değerlendirme komitesine çok ciddi görev düşmektedir. Biyogüvenlik Kanunu bu ürünlerin bazılarının ithalatına izin vermiş de olsa henüz ülkemizde bu ürünlerin üretimi serbest değildir. Bu demek değildir ki endişeler anlamsızdır. Yoğun ve samimi çalışmalara acilen ihtiyaç duyulduğu bir gerçektir.  

Kaynaklar

1. European Food Safety Authority; Statement of the scientific panel on genetically modified organisms on the safe use of the nptII antibiotic resistance marker gene in genetically modified plants, Parma: European Food Safety Authority, 2007.

2. Şen, S., Altınkaynak, S., Genetiği değiştirilmiş gıdalar ve potansiyel sağlık riskleri. SAÜ. Fen Bil. Der. 18. Cilt, 1. Sayı, s. 31-38, 2014 SAU J. Sci. Vol 18, No 1, p.31-38, 2014.

3. Transgenik bitkilerin antibiyotik direnci yaratma olasılığı (http://www.bilimteknik.tubitak.gov.tr/system/files/genaktarimli.pdf)

4. Fraley R.T., Rogers S.G., Horsch R.B., Sanders P.R., Flick J.S., Adams S.P., Bittner M.L., Brand L.A., Fink C.L., Fry J.S., Galluppi G.R., Goldberg S.B., Hoffmann N.L. and Woos C., Expression of bacterial genes in plant cells. Proc. NatL. Acad. Sci. USA Vol. 80, pp. 4803-4807, 1983.

5. Gücükoğlu, A., Küplülü, A., Genetik Modifiye Gıdalar, Veteriner Hekimler Derneği Dergisi, 77(2), 30-38, 2006.