Çin, gelişmeyi başarıyla sürdüren tam bir enerji santrali. Bu ülkede büyük adımlar atan çok amaçlı bir alansa genetik. Son yıllarda Çin’in çalışmaları dünyadaki pek çok ilkin yanında ilginç tıbbi gelişmeleri içeriyor.
Garip olan yanı da şu: Bilim insanları üremeyle ilgili kuralları yeniden yazarak ve dünyanın geri kalanını, tartışmalı insan düzenleme konusuna olan meyilleriyle tedirgin ederek doğada daha önce görülmemiş sonuçlara sebep oldular.
2018 ’de geniş bir veri tabanı, Shenzhen temelli bir genom sekanslama şirketinin erişimine açıldı. Down sendromuna ilişkin bir hastalığı test ederken yaklaşık 7 milyon Çinli hamileye ait genetik bilgi toplandı.
Aralarından sadece 141 bin tanesi seçildi fakat bu çalışma, Çinlilerin genetiğini inceleyen en büyük proje olma niteliğini koruyor. Hamileler neredeyse tüm illeri ve hatta 55 etnik grubun 36’sını temsil ediyor. Bulgular ilginçti. Boy ve vücut kilosu, ikiz sahibi olabilme yeteneği ve Herpes virüsünden hangi ölçüde etkilenildiği; çeşitli genlerle ilişkilendirildi. Popülasyonun en büyük kesimi Hanlardan oluşuyor (yüzde 92).
Çalışmada bu grubun aynı genetik yapıya sahip olduğu bulundu fakat farklılıklar, yaşadıkları yere dayanıyor. Onların kuzey ve güney kökenleri, 1949’dan sonra yani doğu ve batıda iş imkanları daha iyi hale geldiğinde gerçekleşen göçleri yansıtıyor. Gen varyasyonları aynı zamanda kuzey ve güney Hanlarda değişik immün cevaplara yol açıyor. Şaşırtıcı bir şekilde belli azınlık grupları Hanlardan daha fazla genetik çeşitlilik içeriyordu.
Dev pandalar Çin ’e özgüdür. Bu canlılar önemli çalışmalara konu olmasına rağmen araştırmacılar onların evrimine dair pek de fazla bilgiye sahip değil. Bilinen tek gerçek ise dev pandaların 20 milyon yıl önce diğer ayılardan dallanmış oldukları.
Ardından 2018’de Çin’in Cizhutuo mağarasında bir fosil ortaya çıktı. Yaratık 22,000 yıl önce ölmüş dev bir pandaya çok benziyordu. Onun tam olarak ne olduğunu değerlendirebilmek için araştırmacılar inanılmaz bir başarıya imza attılar ve 148.329 DNA parçasını bir araya getirdiler.
Soylar netleştiğinde, iki şey fosili benzersiz yaptı. DNA, dev pandalarda bulunanların en eskisiydi; fakat bu kalıtsal parça, varlığından kimsenin haberdar olmadığı bir soy ağacını ortaya çıkardı. Bu panda, yaşayan kuzenlerinden 183.000 yıl önce ayrılmıştı. Bu genetik kod, dev pandaların Buzul Çağı’nda hayatta kalmalarına yüksek ihtimalle yardım etmiş olan çok sayıda mutasyonu da açığa çıkardı.
2015 yılında Guangzhou Biyotıp ve Sağlık Enstitüleri birçok köpek yavrusunun doğumuna şahit oldu. Aralarında hiç sıradan av köpeği yoktu. Bu hayvanlar, tek bir genin iptal edildiği 60 adet genetiği değiştirilmiş embriyo olarak hayatlarında başladı.
Myostatin kas gelişimini engeller. Bilim insanları, dünyanın ilk tasarlanmış köpeklerini üretmek iddiasıyla bu geni sildiler. Sadece 27 yavru doğdu ama her şey planlanana göre gitmedi.
Myostatin iki kopyaya sahiptir ve bu çalışmada her ikisi de bir dişi yavrudan uzaklaştırıldı. Bir başka erkek köpek yavrusunda ise devre dışı bırakılmış bir kopya vardı. Bu kopya, normalin iki katı kas kütlesi geliştirmesi beklenen dişi bireydeki kadar olmasa da diğer köpeklere nazaran daha büyüktü. Projenin amacı Parkinson ve kas distrofisi dahil insan kaslarını etkileyen hastalıkları çalışmak üzere test hayvanı üretmekti.
Çinliler itibar yolunda pek çok “ilk”e sahip olabilir ancak bu çalışmada doğa onları yendi. Belçika mavisi (bir sığır türü) doğuştan myostatin eksikliği sayesinde çok güçlü kaslara sahiptir. Ayrıca bir genetik hastalık zaman zaman tazılardaki geni silerek anormal biçimde kaslı köpeklere sebep olmaktadır.
İpek böceklerinin ipek üretme kabiliyetlerinin ince ayarı, bilim insanları tarafından bilinseydi çoğu insan kurtçukların çok daha iyi ve bol miktarda ağ ördüğünü düşünürdü. Ancak bu parlak materyalin dünyasında ipek böcekleri kral değil. Örümcekler onları pek çok seviyede yeniyor.
Örümcek ipeği, hasarlı sinirleri tamir etme potansiyelinin yanında kanser ilaçlarının iletimini yapan mikrokapsüller gibi tıpta kullanışlı uygulamalar sunuyor. Öte yandan araştırmacılar bu materyalin kurşun geçirmez yelekleri güçlendirebileceğini buldu.
Ne yazık ki örümcekler, ipeklerinin ticari olarak kullanılması fikrinde işbirlikçi davranmıyor. Öngörülebilir ipek böceklerinin aksine örümceğimsiler bölgesel savunmaya sahip ve daha da kötüsü etçil besleniyorlar. Birçok Çinli enstitü ile birleşmiş bir ekip 2018’de gen düzenlemesini kullanarak pek çok insanın başaramadığını başardı. İpek böceğinin genetik kodundan bir parçayı Nephila örümceği DNA’sı ile değiştirdi.
Genetiği değişmiş kurtçuklar kozalarını örmeye başladıklarında ipek analiz edildi. Materyalin yüzde 35,2’si yani o ana dek ulaşılan en yüksek oran örümcekten geliyordu (Önceki denemeler yüzde 5’te takılmıştı). İpek böcekleri iplikleri serbest bıraktığı anda ipek kullanıma hazırdı ki bunu daha hiçbir ekip başaramamıştı.
Dünyada bahçıvanların en çok peşinde olduğu şeylerden biri de mavi güllerdir. Şu an doğada bulunmuyor ve yüzlerce yıldır gül tutkunları bu mükemmel rengi üretmede başarısız oldu. Yapay seçilim ve genetik mühendisliğini içeren 20 yıllık daha güncel projeler sırasında biyoteknoloji uzmanları bu hedefe en çok yaklaşanlar oldu. Ne var ki bu ödüllü gül maviden çok leylak rengindeydi.
Çinli bilim insanları emellerine ulaşmak için yeni bir yol keşfettiler. Yabancı genetik materyali bitki DNA’sına aktarabilme özelliği sebebiyle biyoteknolojide çok kullanılan Agrobacterium tumefaciens bakterisi ile çalıştılar. Başka bir bakteriden ise gülün taç yaprağındaki L-glutamini indigoidin adlı mavi bir pigmente dönüştürebilen iki bakteriyel enzimi aldılar. Özel bir A. tumefaciens soyu bu enzimleri taşımak için çoğaltıldı.
Ardından bakteri beyaz bir güle enjekte edildi. Pigment genleri bitkinin genomuna girdi ve enjeksiyon noktasının etrafına toplanarak mavi renge sebep oldu. Teknik sadece geçici lekeler oluşturduğundan dolayı dünyanın ilk mavi gülü tam anlamıyla mükemmel değildi. Ancak Çinli bilim insanları bir dahaki basamak ile şimdiden meşgul olmaya başladı. Yeni hedef 2 enzimi doğal biçimde üreterek kendini maviye çevirebilen bir gül yapımı.
Dünya 2002 yılında ölümcül SARS (akut gizemli zatürre) salgınına şahit oldu. İlk defa, Güney Çin’de enfeksiyona sebep olduğu 8000 insan ve öldürdüğü yaklaşık 800 hasta ile tespit edildi.
Epidemiye neyin sebep olduğu hiçbir zaman bulunamadı. Bilim insanları 2017’nin sonlarında Çin’in Yunnan eyaletindeki bir mağarada cesaret kırıcı bir ipucu açığa çıkardı. Önceki 5 yıl mağara yarasalarında mevcut olan farklı SARS virüslerini araştırıyorlardı. 11 yeni soy bulundu fakat hiçbiri 2002 salgınının genetik özelliklerini taşımıyordu. Öte yandan yarasalardaki SARS virüslerinin insanlara olan tür bariyerini geçebileceği de hiçbir zaman kanıtlanmadı.
Ancak titiz bir analiz korkunç bir gerçeği gözler önüne serdi. Yeni soylar hep birlikteyken, teorik açıdan yarasadan insana sıçrayabilen yeni bir virüs oluşturacak kadar genetik engel taşıyordu. İkinci olarak yeni soyların üç tanesi insanları enfekte edebilecek genetik yatkınlık gösterdi. Hala, eğer 2002 epidemisi mağaradan çıkmışsa nasıl Guangdong eyaletindeki Ground Zero’ya kadar 1000 kilometre gittiği açıklanamıyor.
2017’nin sonlarında Şangay laboratuvarında iki uzun kuyruklu makak maymunu doğdu. Doğumları arasında haftalar olsa da Zhong Zhong ve Hua Hua genetik olarak tek yumurta ikiziydi.
İkizler, 20 yıl önceki tarihi koyun klonu Dolly’nin üretildiği Vücut Hücresi Nükleer Transfer Tekniği (SCNT) ile üretilmişlerdi. Söz konusu maymunlar SCNT ile üretilmiş insan dışı ilk primat örneği olabilirler fakat bu başarı uluslararası çapta herkes tarafından değer görmedi. Eleştirmenler projenin, ciddi etik endişeleri akıllara getirmeden insan klonlamasını gerçeğe yaklaştırmasından korkuyor. Bazı araştırmacılar “verimsiz ve tehlikeli bir yöntem” olarak adlandırdıkları SCNT’ye tamamen karşılar.
Doğrusu Zhong Zhong ve Hua Hua 79 başarısız girişimden sonra ancak dünyaya geldi. Eleştirilere rağmen Çinli bilim insanları, insanlarda kanser gibi genetik bazlı hastalıkları çalışmanın değerli bir yolunun maymunlar olduğu konusunda ısrar ediyor.
İnsanlarda gen düzenlemesi artık bilimin önde gelen yeni sahası. Çoğu hükümet insan dokusunu etik biçimde değiştirme ile alakalı protokoller imzalamada geç kalmışken Çin birkaç yıl önce bu işi hallederek önde gidiyor. Bu tarihi atılım sadece tartışmalara hız verdi. Hatta bu protokolün Guangzhou Medikal Üniversitesi’ni 2016’da çalışmayı yeniden yapmaktan alıkoymaması da şaşırtıcı değil. Araştırmacılar HIV-dirençli embriyolar üretmeye çalışıyorlardı. 26 döllenmiş insan yumurtası katı prensiplerin ışığında kullanıldı. Hepsi de bu araştırmaya bağışlanmıştı çünkü artık canlı değillerdi veya canlı bir bebeğe dönüşemeyeceklerdi. Bir sonraki aşama ise özel bir genetik mutasyonu içeriyordu. Bu mutasyonu doğal olarak içeren insanlar HIV virüsüne karşı dirençli olur. Bu gen, CRISPR adlı bir gen düzenleme aracı kullanılarak embriyo genomlarına yerleştirildi.
Deney başarılı oldu fakat sadece dört tanesi HIV-dirençli hale geldi. Diğerleri ise dünyanın geri kalanının neden dirençlilere uyum sağlamakta yavaş kaldığını gösterdi. Beklenmeyen mutasyonlar tespit edilmişti, iyi olmayan türden mutasyonlar.
CRISPR ile üretilmiş bir insan üzerindeki yan etkileri tahmin etmek imkânsız olurdu (bu kadar ileriye gidilirse). Aksine bu ikinci girişim böylesine bir gen düzenlemesinin güvenli olmadığını gösterdi. CRISPR aslında yıllar önce ilk gen düzenlemelerinde de kullanılmış ve istenmeyen mutasyonlara yol açmıştı.
Vücut içinde kanserle savaşma kabiliyetine sahip nanorobot üretme rüyası çok da yeni değil. Bu rüya, Çinlilerin ustalıkla sınırlanmış olanı yakın zamanda başarabilme yolunun bir parçasıydı.
Tümörler ancak kan damarları ile beslenebildikleri sürece yaşayabilir. Bilim insanları, damarları tıkayacak bir şeyler üretebilmek için faj adlı virüsten DNA molekülleri ödünç almaya başladılar. Origami benzeri bir teknik ile DNA ipliği dikdörtgen levha şekline getirildi. Basit anlamda pıhtılaştırıcı enzim yapısındaki trombin gibi işlev gören “Tümör öldürücüler” eklendi. Dört tanesi tüp şeklinde bir nanorobot oluşturmak için kıvrıldı. Özel proteinler dört molekülü tüpün içine kilitledi. Nanorobot, enjeksiyondan sonra kan damarlarına girdi. Orada tümörler proteinleri açtı ve trombini serbest bıraktı. Damarda bir pıhtı oluştu ve bu da tümörleri aç bıraktı.
Fareler üzerindeki deneyler robotların işlevsel olduğunu gösteriyor. Seçilen kemirgenler deri, akciğer, göğüs ve ovaryum kanserinden etkilenmişti. Melanoması olan 8 hayvanlık bir grup içinden üç faredeki tümörler tamamıyla temizlendi. Ortalama ömürleri de aynı zamanda artış gösterdi.
2018 yılında Çinli bilim insanları iki dişi farenin birbirleri ile üremesini başarıyla gerçekleştirdi. 29 yavru, babaları olmadan iki anneden doğan ilk memeliler olarak tarihe geçti. Çalışma, çoğu türün üremesi için neden iki cinsiyetin gerekli olduğunu bulmaya çalışıyordu. Cevap ise üremenin kurallarını yeniden yazdı. Görünen o ki memelilerde döllenme esnasında sadece dişi veya erkekten gelenlerin aktif olduğu yaklaşık 100 gen vardır. Her iki cinsiyet de bunların hepsini aktive etmek zorundadır. Erkekler, dişiler tarafından aktifleştirilemeyen genleri kapatır veya dişiler içinse tam tersi gerçekleşir.
Eğer iki dişi doğada üreyebilseydi belli genler hep etkisiz kalacaktı. Fare kök hücrelerinde gen düzenlemesini kullanan araştırmacılar, üç yerdeki genetik kodun bir parçasını atarak bu sorunun üstesinden geldiler. Değiştirilmiş hücreler, ikinci bir fareden alınan yumurtaya enjekte edildi. Döllenme başarılı olmuştu. Yavrular sağlıklı bir biçimde büyüdü ve yavruladı.
İki baba ve bir taşıyıcı anneyle gerçekleştirilen benzer bir deneyde 12 yavru elde edildi fakat bunların tamamı 48 saat içinde öldü. Araştırma, kendi ailelerini kurmak isteyen eşcinsel çiftler için uzak bir umut vadediyor.
Çeviren: Elif Akçay
Kaynak: listverse.com
