Genetik Makaslı Tavuklar ve Domuzlar

Münih Teknik Üniversitesi’ndeki (TUM) araştırmacılar, çiftlik hayvanlarında hastalık direncinin moleküler mekanizmalarını veya biyomedikal sorunları verimli bir şekilde incelemenin bir yolunu göstermişlerdir. Araştırmacılar artık her bir hedef gen için yeni hayvan modelleri oluşturmadan belirli gen mutasyonlarını istenen bir organa dahil edebildiklerini hatta mevcut genleri düzeltebildiklerini bildirmişlerdir. Bilim insanları bunun, araştırma için gerekli hayvan sayısını azaltabileceğini belirtmişlerdir.

CRISPR / Cas9, DNA bilgilerini yeniden yazmak için bir araç olmakla birlikte genler, bu yöntem kullanılarak etkisiz hale getirilebilir veya özel olarak değiştirilebilmektedir. CRISPR / Cas9 sistemi iki bileşenden oluşmaktadır. gRNA (kılavuz RNA), modifiye edilecek genin DNA segmentine spesifik olarak bağlanan kısa bir dizi olmakla birlikte gerçek gen makası olan Cas9 nükleaz, gRNA'ya bağlanmakta ve hedef DNA'nın ilgili bölümünü kesmektedir. Bilim insanları bu kesintinin, gen işlevlerini etkisiz hale getirebilen veya belirli mutasyonları dahil edebilen onarım mekanizmalarını etkinleştirdiğini belirtmişlerdir.

TUM'de Üreme Biyoteknolojisi Profesörü Benjamin Schusser, oluşturulan hayvanların, Cas9 proteinini ve gen makasını da beraberinde sağladığını ve bu yüzden tek yapmaları gerekenin, belirli genetik özelliklere sahip hayvanları elde etmek için kılavuz RNA'ları tanıtmak olduğunu ifade etmiştir. Schusser, bu hayvanların ilk neslinin yaklaşık üç yıl sürdüğünü ve vücuttaki her hücrenin kalıcı olarak Cas9 proteinine sahip olduğu için Cas9’un artık hayvan gelişiminin tüm aşamalarında kullanılabileceğini belirtmiştir. Ayrıca, bu tekniği canlı domuzların yanı sıra tavuk embriyolarında da başarıyla kullanabildiklerini sözlerine eklemiştir.

Araştırmacılar tarafından üretilen sağlıklı tavuklar ve domuzlar, incelenen tüm organlarda Cas9 nükleazına sahiptir. Bu özellikle biyomedikal ve tarımsal araştırmalarda kullanışlıdır. Domuzlar, anatomileri ve fizyolojileri, farelere kıyasla insanlara çok daha benzer olduğu için insanlar için hastalık modeli olarak kullanılmaktadır. Bu nedenle araştırmacılar, modifiye edilmiş bir domuzun, insanlarda karsinojenez mekanizmasının daha iyi anlaşılmasına yardımcı olabileceğini ve insanlar için potansiyel yeni tedavilerin hayvan modellerinde de test edilebileceğini belirtmişlerdir.

CRISPR / Cas9 sistem mekanizması

TUM'da Hayvancılık Biyoteknolojisi Profesörü Angelika Schnieke, hücrelerde Cas9 bulunması nedeniyle süreçlerin önemli ölçüde hızlandırılmış ve basitleştirilmiş olduğunu ifade etmiştir. Schnieke, Cas9 donanımlı hayvanların, örneğin, tümörle ilgili genleri özel olarak etkisiz hale getirmeyi ve kanser gelişimini simüle etmeyi mümkün kıldığını belirtmiştir. Cas9 domuzları ve tavukları, araştırmacıların, hastalık direnci gibi özelliklerin oluşumunda doğrudan hayvanda hangi genlerin rol oynayabileceğini test etmelerini sağlamaktadır. Prof. Schusser, CRISPR / Cas9 sistem mekanizmasının, DNA virüsleri kullanarak enfeksiyonlarla mücadelede de yararlı olabileceğini belirtmiş ve ilk hücre kültürü deneylerinin, bunun kuş herpes virüsü için zaten işe yaradığını gösterdiğini de sözlerine eklemiştir. Prof. Schnieke, Cas9 ifade eden tavuklarının ve domuzlarının, biyomedikal ve tarım bilimlerinde genom düzenleme için yenilikçi bir kaynağı temsil etmesine karşın bunun ötesinde, bu hayvanların diğer araştırma grupları tarafından da kullanılabileceğini belirtmiştir. Bu nedenle Prof. Schnieke, canlı hayvanlarda etkili genom düzenlemenin, biyomedikal ve tarımsal araştırmaları önemli ölçüde ilerletme potansiyeline sahip olduğunu sözlerine eklemiştir.