Cansu Kabasakal
Sentetik Genomik için Gelecek Yol Haritaları
Bu genomun çıkarılmasında iş birliğinde bulundukları Clyde Hutchinson ve bir başka meslektaşları olan Hamilton Smith ile olabilecek en basit ve ilkel genomun nasıl bir yapıda olması gerektiği sorusu üzerine fikir yürütmeye başlamışlar. Bu düşünce temel olarak sentetik genomik alanının da nasıl doğduğunu göstermektedir. Bu sorunun tek cevabı yeni bir yaşam formu için gereken tüm genleri içeren yapay bir kromozom üreterek cevaplanabilirdi.
İşte bu cevap için 20 yıllık bir çalışma gerekti. 2010 yılında ilk sentetik hücre meydana getirildi. Bu çoğunlukla Mycoplasma mycoides’in sentetik bir versiyonunun üretilmesiydi. Yine de bu hücre temel olarak yok olmuş türlere dayanan ve yeni bir yaşam formunun yaratılabileceğini göstermeye imkan sağlayan önemli farklılıklara sahipti.
JCVI’daki çalışmalar Synthetic Genomics (SGI) tarafından desteklenen ve yine aynı kurumda çalışmalarına devam eden Dan Gibson ve ekibi ile birlikte yürütülmekteydi. Bu çalışmaların ilk aşaması temelde bilgisayar üzerinde yeni bir yaşam formunu çizmeye dayanıyordu.
Sentetik hücrenin son tasarımında yaşam için gerekli olan genlerden %10’unun ne işlevi olduğuna dair bir bilgi yoktu. Bu gerçek sentetik genomik açısından yapılabilecekleri sınırlıyordu. Craig Venter “tüm parçaların ne işe yaradığını bilmediğimiz için en küçük organizmayı bile dizayn edemiyorsak sorunumuz başlangıçta düşündüğümüzden çok daha büyük.” diye düşündüklerini belirtiyor. Aynı
düşünce bir çok insanın süper böcekler, süper organizmalar ve süper türler dizayn edilecek çağın gelmesi konusundaki korkularını da hafifletmiş olsa gerek. 500’den daha az genle bunu yapmanın zorluğu daha karmaşık seviyede yapıların oluşturulmasını daha da imkansız hale getiriyor.
Peki bu gerçek doğrultusunda sentetik genomik programı nasıl ilerliyor?
İki milyar yıllık evrim pek de düzen içerisinde ilerlemiş değil ve biraz da dağınık. Yapılan çalışmalar doğrultusunda incelenen canlıların genomları arasında çok fazla bir düzen bulunmuyor. Örneğin bazı tekrarlar kökenler arasında korunmuş halde bulunabiliyor fakat insanların önceden düşündüklerinin aksine gen işleyişleri daha organize ve evrim boyunca değişikliğe uğrayan genomlar içinde dağınık
halde yer alıyor. Bu durumu bilgisayarlardaki harddisklere benzetmek mümkün. Zaman boyunca içindeki bilginin parçalara bölünmesi ve belli bir yapıya sahip olmaması gibi. Disk birleştirme programları ile yapılan işleme benzer şekilde araştırmacılar da bu parçalanmış gen bölgelerini birleştirip birbiriyle ilişkili genleri bir araya getirmeye çalıştılar. Bölünme ile ilgili tüm genleri bir dosyada toplamak veya glikoliz ile ilgili tüm genleri başka bir dosyada toplamak temel olarak yaptıkları işti. Gelecekte dizayn edilecek organizmanın yapısı da bu dosyalarla başlatılacak. İşlevi bilinmeyen genlerin toplandığı bir başka dosya da bunların arasına katılacak. En azından işlevleri
çözülene kadar.
Şu anki durumda sentetik biyoloji aşağı yukarı moleküler biyolojinin yeniden tanımlanmasına benzetilebilir. Ayrıca sistem biyolojisi, fizyolojinin modern terimlerle güncellenmesi gibi incelenebilir. Araştırmacılar çoğunlukla önceden yapılan çalışmaları farklı hedeflerle tekrarlıyorlar. Önceden temel moleküler biyoloji çalışması yapanlar şu anda sentetik biyoloji çalışması yürüttüklerini iddia ediyorlar.
Bu çalışmalarda gidilebilecek çok farklı yönler var. CRISPR’ın keşfiyle birlikte düz sentetik biyoloji yaklaşımlarından farklı ve belki de daha hızlı ilerleyebilecek yönler meydana getirebilecek yeni bir araca sahip olduk. Sentetik biyoloji ile CRISPR harmanlaması harika sonuçlar meydana getirebilir.
Synthetic Genomics’in ile United Therapeutics iş birliği ile yürüttüğü en önemli programlarından biri sonucunda domuz genomunu yeniden kodlayarak insanlar için uygun organlar üretilebildi. Bu çalışma daha önce farelerde insan monoklonal antibadi’lerinin üretilmesiyle benzer bir prensibe sahip. Doku reddi ile ilgili her şeyin değiştirilmesi çok daha kompleks bir yapıya sahip olsa da sınırlı bir başarı şimdiden elde edilmiş durumda. Yeni biyolojik sistemler için tasarım aşamasının başladığını söylemek artık mümkün. CRISPR teknolojisi ile domuz genomunun insan genomuna çevrilmesi için küçük düzenlemelerin gerektiği düşünülmekte. Bu düzenlemelerden sonra tamamen insana uyumlu organların hatta kişiye özel organların üretilmesi o kadar uzak bir gelecekte olmayacak.
Gelişen teknoloji, tutkulu bilim insanları ve biraz da hayal gücü ile sentetik biyolojinin hayallerimizin ötesine geçmesi bizi fazla şaşırtmamalı.