Biomedya - Biyoteknoloji & Yaşam Bilimleri

Bir gen susturma aracı, temel biyomedikal araştırma ve ilaç geliştirmeyi ilerletmek için yeni fırsatları bize sunabilir.

Teknik, normalde gen aktivitesini baskılayan küçük kodlamayan RNA moleküllerinin gücünden yararlanıyor. Piwi ile etkileşime giren RNA'lar veya piRNA'lar olarak bilinen bu düzenleyici moleküller, normalde genomik parazitleri diz çöktürmede kritik bir rol oynar, ancak genetikçi Christian Frøkjær-Jensen ve KAUST'taki meslektaşları, ilgilenilen hedef genlerin aktivitesini kasıtlı olarak bastırmak için bu piRNA yolunu birlikte seçtiler. Frøkjær-Jensen'in ekibi, genetik araştırmaları için yaygın bir laboratuvar modeli olan nematod solucanlarıyla çalışarak amaçlanan genleri susturmak için doğal piRNA makinesiyle etkileşime giren sentetik 21 harfli RNA dizileri yaptı.

İlkenin bir kanıtı olarak araştırmacılar solucan cinsiyetini belirlemede rol oynayan iki gene yönelik bu tür "rehber piRNA'ları" tasarladılar ve böylece erkek-dişi yavru oranını çarpıttılar. Bu piRNA aracılı girişim mekanizmasını (kısaca piRNAi) kullanarak diğer birçok geni de tek başına veya toplu bir şekilde susturdular.

Frøkjær-Jensen, “Normalde organizmanın genomunu koruyan bir yolu yeniden programladık. Tekniğimiz, çok basit bir canlı organizmanın hassas ve ölçeklenebilir biyolojik mühendisliğini sağlamada önemli bir adımdır" dedi.

Dahası, aynı gen susturma yolu insanlarda da bulunduğundan Frøkjær-Jensen, "piRNAi'nin insanlarda potansiyel bir tedavi olarak kullanılıp kullanılamayacağını düşünmek ilginç" yorumunu yaptı.

Halihazırda, geleneksel RNA müdahalesi ve CRISPR tabanlı gen düzenleme dâhil olmak üzere gene özgü diğer susturma araçları, hastalarda genetik hastalıkları düzeltmek için kullanılmaktadır. Ancak bu yöntemler solucanlardaki tüm gen hedefleri için her zaman iyi sonuç vermiyor.

Frøkjær-Jensen'in ekibinin yeni yaklaşımı, gen manipülasyonları için moleküler araç setini genişletiyor ve model laboratuvar türlerinde daha ayrıntılı araştırmalara izin veriyor. Araştırmacılar, herhangi bir yerdeki bilim insanlarının kendi piRNAi tasarımlarını oluşturmaları için bir web portalı geliştirdiler.

Frøkjær-Jensen'in kendi araştırması, kısa vadeli genetik hatıraların nesiller boyunca nasıl miras alınabileceğini anlamaya odaklanıyor. Bu nedenle, grubu, ebeveynden yavruya ve ötesine, piRNAi aracılı gen susturmanın ne kadar sürebileceğini inceledi.

Görünüşe göre, farklı genler, bir ila altı nesil arasında değişen farklı süreler için kapatılabilir. Bununla birlikte, araştırmacılar, aynı mekanizmanın önce başlatmak sonra da kalıtsal epigenetik durumu sınırlamak için nasıl gerekli olduğunu göstererek tüm piRNA yolunu tüketerek gen susturulmasını kalıcı hale getirebilirler.

Frøkjær-Jensen'in laboratuvarında yüksek lisans öğrencisi olarak piRNAi geliştiren Monika Priyadarshini, “Bu kısa süreli bellek sistemlerini büyüleyici buluyoruz. Aracımız bize ve diğerlerine epigenetik hatıraların nasıl aktarıldığını ve insanlar gibi daha yüksek organizmaların benzer sistemlere sahip olup olmadığını anlamalarına yardımcı olacak"  dedi.

Makale:nature.com