CRISPR-Cas9 ve Mucidi Kadınlar

İdil Dokuz yazdı.

Nobel Kimya Ödülü 112 kez 186 farklı bilim insanına verildi ve 2020 yılının Nobel Kimya ödülünü paylaşan Emmanuele Carpentier ve Jennifer Doudna; 1911’de Marie Curie , 1935’te Irene Joliot-Curie, 1964’te Dorothy Crowfoot Hodgkin, 1964’te Ada Yonath ve 2018’de Frances H. Arnold’dan sonra ödüle layık görülen öncü kadınlardan oldu. Emmanuele Charpentier ve Jennifer Doudna’ya bu ödülü kazandıran çalışma CRISPR-Cas9 enziminin çalışma mekanizmasının keşfi oldu. Bu keşif birçok önemli araştırmaya katkıda bulundu ve yeni biyoteknolojik araçların geliştirilmesine kapı araladı.

Fransız mikrobiyolog, genetikçi ve biyokimyager Emmanuele Charpentier; eğitimini Paris'te tamamladı ve akademik kariyerine Paris, New York, Memphis, Viyana, Umeå ve Braunschweig gibi şehirlerdeki bilimsel araştırma enstitülerinde devam etti. Şu anda ise Almanya’da, Max Planck Enstitüsünde, kendi adıyla anılan laboratuvarında çalışmalarına devam ediyor. Çalışmaları gram pozitif bakterilerin sebep olduğu enfeksiyon hastalıklarının temel mekanizmasını çözmek ve antibiyotik direnci üzerine yoğunlaşmıştır.

Amerikalı biyokimyager ve genetikçi olan Jennifer Doudna, eğitimini California’da tamamladı, akademik kariyerine Harvard, Colarado, Yale, California, Berkeley gibi üniversitelerde devam etti. Halen Berkeley’de kendi ismiyle anılan laboratuvarında bilimsel çalışmalarına devam etmekte. Çalışmaları, RNA’nın moleküler yapısına ve protein sentez mekanizmalarını incelemek üzerine yoğunlaşmıştır.

Bu başarılı ikiliyi Nobel Kimya Ödülü ve diğer sayısız ödüle kadar devam eden sürece getiren, 2011 Yılının Mart ayında Puerto Rico’da düzenlenen “American Society for Microbiology” konferansındaki karşılaşma ve tanışmalarıdır. Charpentier, Doudna’ya “Streptococcus Pyogenes” isimli birçok hastalığa sebep olan, et yiyen bir bakteri türüne yardım eden CRISPR ile ilişkili Cas9 isimli gizemli bir enzim keşfettiğini ve bu konuda beraber çalışmak istediğini söyler. Hali hazırda “E.Coli” ve başka türden bakteriler üzerinde CRISPR-Cas1-Cas2 üzerine çalışmalar yapmış olan Doudna daha fazlasını öğrenmek için bu ortaklığı kabul eder. Bu çalışmaya doktora öğrencisi Martin Jinek, Krysztof Chylinski, Michael Hauser ile birlikte bir dizi araştırmacı dahil olur. Peki tüm bu araştırmalara konu olan “CRISPR” nedir?

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)-Cas bakteri ve arkelerin milyonlarca yıldır viral enfeksiyonlara karşı kendilerini korudukları esnek ve uygulanabilir bağışıklık sistemidir. Bakteriyofaj, viral DNA’sını konak hücrenin sitoplazmasına enjekte eder. Bakteri, viral DNA’nın küçük parçalarını kendi DNA’sının CRISPR adı verilen lokusuna ekler. Bu lokus viral ve bakteri sekansların içeren entegre bir DNA karışımı haline gelir. Sonrasında bakteri hücresi viral DNA ile entegre CRISPR lokusunun transkripsiyonla RNA kopyasını elde eder ve bu RNA’yı belirli işlemlerden geçirerek virüsten türetilmiş küçük bireysel RNA birimlerine dönüştürür. Bu bireysel RNA birimleri ikincil bir RNA türü olan tracrRNA ve CRISPR lokusundan sentezlenen Cas proteini ile birleşir. Küçük RNA birimleri, tracrRNA ve Cas proteininden oluşan bu kompleks, konak bakterideki viral DNA’ları arayıp eşleşme sağlar. Eşleştiği DNA’ları Cas proteini sayesinde çift iplik kırılımı gerçekleştirerek hücre yıkımına götürür. Böylece viral enfeksiyonların ortaya çıkması ve yayılmasına karşı bağışıklık gösterir.

Doudna ve Charpentier’in araştırmalarında kullandığı Streptococcus Pyogenes bakterisinde CRISPR-Cas9 tipi bağışıklık enzimleri bulunur. E.Coli gibi deneylerde daha sık kullanılan bakterilerde ise CRISPR-Cas1-Cas2 tipi kompleksler bulunur.

Bu keşfin önemli bir mekanizmayı ortaya çıkarmasından bile ilgi çekici olan bölümü CRISPR-Cas9 enzimlerinin yeniden tasarlanarak istenilen DNA parçalarını hedef alıp mutasyonlu gen bölgelerinde DNA çift zincir kırılımı yaratabilecek şekilde baştan düzenlenebilir oluşudur.

Bu gelişmeler teorik olarak genetik hastalıkların embriyonik dönemde insan DNA’sının 3 milyar baz içeren karmaşık yapısının içerisinden, hastalık henüz belirtilerini oluşturmadan çekilip çıkarılabilme olasılıklarını gündeme getirmesi, nesli tükenmiş hayvanların yakın akrabalarından yeniden oluşturulması, bakterilerin insan kaynaklı hormon ve enzim gibi yapıları daha kolay ve seri üretebilir hale gelmesi ve hatta yeni türde organizmalar yaratılması gibi olağanüstü sayılabilecek sonuçları mümkün kılmasıdır. Tüm bu fırsatları doğurmasının yanında etik problemleri de beraberinde getiren baştan tasarlanabilir CRISPR-Cas9 enzimi, öjenik, yani insan ırkının genetik özelliklerini düzeltmek adı altında hukuk ve insan hak ve özgürlükleri dışı, zorla; fiziksel özellikleri, etnik kökeni, cinsel kimliği, cinsel yönelimlerine göre “iyi” ya da “kötü” olarak sınıflandırılan insan ırkını sterilize etme ve soykırıma uğratma ile sonuçlanan insanlık dışı uygulamaların, yeniden gündeme gelmesi ve hatta yeniden uygulanabilir hale gelmesi gibi sonuçlar doğurabilir. Ayrıca insanın doğaya fütursuzca müdahale etmesi, yeni türlerin doğması gibi sonuçlar henüz karşılaşılmamış küresel sorunların ortaya çıkmasına neden olabilir.

Kadın Mucitler

Jocelyn Bell, Rosalind Franklin, Esther Lederberg, Lise Meitner, Chien-Shiung Wu, Cecilia Payne ve daha sayamayacağımız kadar kadın bilim insanı, sanatçı, yazar, ressam; dünyanın en büyük ödüllerinin ve en büyük şöhretlerinin sahibi (!) bilim insanları; fakat bu öyle bir kültür ve öyle bir tarih ki tüm bu kadınları yutmaya çalışmış. Kadınların sesleri arşivlerde saklanmamış, kayıtlara geçmemiş, gazetelere haber olmamış, üstü örtülüp terk edilmeye çalışılmış. O yüzden artık Emanuelle, Jennifer ve daha nicesi için, bizim günlüklerimize yazıp arşivlerimizde saklayıp çocuklarımıza anlatmamız şart oldu. Her geçen yıl bilim, teknoloji, mühendislik ve matematik alanında daha çok kadın istihdam ediliyor. Her yıl kadınlar dünyanın farklı yerlerinde, farklı alanlarda daha çok başarıya imza atıyor. Kadının varlığına, yazmasına, okumasına, düşünmesine düşman zihniyet bir gün tamamen yok olacak.

ÇÜNKÜ KADINLAR MİLYONLARCA YIL BOYUNCA EVLERİN İÇİNDE OTURDU, ŞİMDİ İSE BU DUVARLAR ONLARIN YARATICI GÜÇLERİ TARAFINDAN DELİNMİŞTİR.

-VIRGINIA WOOLF, KENDİNE AİT BİR ODA

KAYNAKÇA

All Nobel Prizes in Chemistry. (2021). Retrieved 2021, from https://www.nobelprize.org/prizes/lists/all-nobel-prizes-in-chemistry/

Structure and Mechanism. (2019, February 22). Retrieved from https://doudnalab.org/research_areas/structure-and-mechanism/

Marks, L. (2017). The life and work of Jennifer Doudna. Retrieved from https://www.whatisbiotechnology.org/index.php/people/summary/Doudna

https://www.emmanuelle-charpentier-pr.org

https://www.emmanuelle-charpentier-lab.org