Her canlının kendi türüne benzediği aynı zamanda kendine has özelliklerini barındırdığı hücre temelini oluşturan DNA (Deoksiribo Nükleik Asit) ... DNA hakkındaki çalışmaların 1869 yılında başladığı kabul edilirken bugünkü çalışmaların dayandığı temeldeki DNA modeli 21 Şubat 1953’te resmen kabul edilmiş. James D. Watson ve Francis Crick çalışmaları ile tarih sayfasında yer almışlar.

DNA’yı, canlı yaşamı ve çeşitliliğinde gerekli genetik talimatları taşıyan bir nükleik asit olarak ifade edebiliriz. Şeker ve fosfat gruplarından meydana gelen ester bağları ile bağlanmış karşılıklı iki uzun polimerde Adenin (A), Timin (T), Guanin (G) ve Sitozin (C) bazlarının dizilimiyle her canlının genetik kodu oluşur. A-T, T-A, G-C, C-G takımlarının farklı kombinasyonlarda 6 milyar kere dizilimleri ile türe ve kişiye özel yaşam temelleri meydana gelir.

Aynı tür üzerinde yapılan çalışmalarla DNA üzerinde okuma yapmak mümkün. Örneğin insanda DNA sarmalının belirli bir bölgesinde hangi fiziksel özelliklerin nasıl kodlandığı, hangi hastalıklara nasıl tepki vereceğinin yorumlanması söz konusu.

CRISPR-Cas9 Teknolojisi

2012 yılında Fransız bilim insanı Emmanuelle Charpentier ve ABD’li bilim insanı Jennifer A. Doudna tarafından CRISP-Cas9 (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) tekniği, canlıların DNA’sında istenilen değişimin gerçekleştirilmesi amacıyla kullanıldı. DNA sarmalında işaret edilen bazlara Cas9 proteini ve Guide (Rehber) RNA ile uygulanan bu teknikle, canlıların yaşam kodlarının istenilen şekilde değiştirilmesi mümkün kılındı. İlgili teknolojinin sınırlarını sahip olduğumuz laboratuvar ortamlarıyla birlikte yalnızca hayal gücü tutuyor.

Cas9, DNA’yı kesebilen bir protein, adeta moleküler düzeyde bir DNA makası diyebiliriz. Guide RNA ise dizilimi değiştirilmek istenilen DNA bölgesinin eşleniği olarak görev yapıyor. A-T-G-C dizilimini hedeflemek için Guide RNA (tek sarmal) T-A-C-G olarak hazırlanmış oluyor. Cas9 ve Guide RNA, DNA’daki hedef konuma ulaştıktan sonra, Guide RNA, hedef DNA bölgesiyle eşleniyor ve Cas9 bu DNA bölgesinde bir kesim yapıyor. Bu noktadan sonra kesilen bölgedeki dizilim istenilen şekilde değiştirilebiliyor. Değişim gerçekleştikten sonra zincirini tekrar bütünleyen DNA, döngüsüne devam ediyor.

İlgili teknoloji 2016 yılında bakteriler üzerinde uygulanabilecek deney kitleriyle internet siteleri üzerinden erişime açıldı. 2020 yılındaysa çalışmanın sahipleri Charpentier ve Doudna CRISPR-Cas9 gen düzenleme yöntemini geliştirmeleri sebebiyle Nobel Kimya ödülüne layık görüldü. Çalışmalarının önemine dikkat çekmek adına, ilk defa bir Nobel ödülünün yeni sayılabilecek bir keşfe istinaden yalnızca kadın araştırmacılara verildiğini ifade etmeliyim.

CRISPR-Cas9 teknolojisi şu anda topraktan elde edilen ürünlerin gerek koşullarının değiştirilmesiyle kurak topraklarda buğday yetiştirilmesi, kümes hayvanlarının verimliliğinin yükseltilmesi gibi alanlarda kullanıldığı gibi insanlarda da genetik hastalıkların tedavisi için denenmeye başladı.

 Gen Mühendisliğindeki Gelişmeler

Gen mühendisliği İngilizce’de “Genom Editing”, CRISPR-Cas9 Teknolojisinin de bulunduğu çalışma alanının ifadesi. Gen mühendisliğinde köşe taşı sayılabilecek gelişmelerden ilki 1990’lı yıllarda gerçekleştirildi. İlk kez nadir görülen bir gen hastalığı gen mühendisliği ile tedavi edilebildi. Ancak hala deneysel bir sistem olduğunu ve birden fazla genle alakalı hastalıklar için soru işaretleri olduğunu belirtmekte fayda var. 1990’lı yıllarda yapılan bu tedavi kalıtsal olarak aktarılabilecek durumda değildi, yani somatikti.

2004 yılında, gen tedavisinin yanı sıra iyileştirilmiş canlı türleri için yapılan ilk çalışmalar sonuç verdi. Daha hızlı koşabilen Maraton Faresi, ya da daha kaslı Schwarzenegger faresi buna örnek gösterilebilir. Bu çalışmalar da kalıtsal olarak aktarılabilecek durumda değildi, somatikti.

2018 yılında, Çin’de bir doktor, Lulu ve Nana isminde ikiz bebeklerin embriyosunda CRISPR-Cas9 yöntemini kullanarak gen düzenlemesi yaptığını ilan etti. Ebeveynleri HIV virüsüne sahip olan bu bebekler HIV virüsü taşımayan bir şekilde dünyaya geldiler. Bu çalışma artık kalıtsal olarak aktarılabilir yani “germline gen düzenlemesi” oldu.

Gen mühendisliğinde insanlarda uygulanan çalışmaların nasıl yan etkiler doğuracağı, başarıyla sonuçlanma ihtimali, etik değerlere uygunluğu, inanç sistemlerinde ve halk nezdindeki karşılıkları sorgulanır durumda. Bilim camiası da her sene gen mühendisliğindeki gelişmelerin doğru kullanımı için kongreler düzenliyor. 25’ten fazla ülkede bu çalışmalar yasaklanmış. ABD ve Çin başta olmak üzere bazı ülkelerde bu çalışmalara uygun ortamı sağlayacak kanunlar nispeten daha esnek.

Stephen Hawking; “Büyük Sorulara Kısa Yanıtlar” kitabında gen mühendisliği için, insanlığın en büyük imkanı ve tehlikesi ifadelerini birlikte kullanıyor. Jamie Metzl’in 2020 yılında Türkçe’ye “Darwin Hack'leniyor: Genetik Mühendislik ve İnsanlığın Geleceği” (Hacking Darwin: Genetic Engineering and the Future of Humanity) olarak çevrilmiş kitabı yayınlandı. İlgili kitapta henüz doğmamış nesiller üzerinde yapılacak çalışmalarla “insan” tanımından bugün anladığımızdan fiziki olarak çok daha üstün yeteneklere sahip insanların var olacağı ve bunun sosyal etkileri de ele alınıyor. Andrew Nicole tarafından yazılıp yönetilen 1997’de yayınlanan bilim kurgu filmi GATTACA ise Metzl’in yazmış olduğu geleceğe çok benziyor.

Gen mühendisliğinde yapılan çalışmaların bilimsel süreci ve sosyal kabullere uygunluğu bir yana…Her teknolojide olduğu gibi “Gen Mühendisliği’nin de insanlığa müspet hizmetler mi sunacağı yoksa tahribatta mı bulunacağı alanında hakim bilim insanlarının ahlak normlarıyla ilişkili. Bu çalışmalarda muhakkak birileri yer alacak. Şimdi ya da gelecekte bu alanda çalışacak kişilerin biricik olduğunun farkında olması ve toplum için var olması ehemmiyet konusu.

Ferasetimizin arzularımıza galip gelmesi ümidiyle, esen kalın!