Uluslararası bir araştırma grubu olan CIC NanoGUNE, CRISPR-Cas sisteminin 2,6 milyar yıl öncesine dayanan atalarını ilk kez yeniden yapılandırdı ve zaman içindeki evrimini inceledi.

Düzenli aralıklarla bölünmüş palindromik tekrar kümeleri (CRISPR), baz dizileri içeren prokaryot DNA segmentleri olarak bilinir. CRISPR, bakteri ve arkelerin DNA’sında bulunan tekrarlanan dizileri ifade eder. Tekrarlar arasında bu mikroorganizmalar, atalarını enfekte eden virüslerden gelen genetik materyal parçalarını barındırır.

CRISPR, bakterilerin kendilerini virüslerden kaynaklanan saldırılara karşı korumak için kullandıkları bir savunma sistemi olarak işlev görmekte. CRISPR-Cas sistemi, bir antiviral savunma mekanizmasıdır. Günümüzde CRISPR-Cas teknolojisi, DNA’yı düzenlemek için kullanılabilmesi için genetik materyal parçalarının kesilip herhangi bir hücreye yapıştırılmasını sağlar.

Nature Microbiology, bu araştırma ekibinin gen düzenleme için yeni yollar açan bu araştırmanın sonuçlarını yayımladı. Sonuçlar, yeniden canlandırılan sistemlerin yalnızca işe yaramadığını, aynı zamanda mevcut sürümlerden daha çok yönlü olduğunu ve devrim niteliğinde uygulamalara sahip olabileceğini gösteriyor.

Mevcut araştırma çabaları, dünyanın en uzak noktalarında farklı özelliklere sahip CRISPR-Cas sistemlerinin yeni sürümlerini bulmaya odaklanmakta. Bunu yapmak için, farklı türlerin sistemleri araştırılır veya bunları değiştirmek için moleküler tasarım teknikleri uygulanır. Yeni sistemler bulmanın kökten farklı bir yolu, aslında bu araştırmanın temeli olan, geçmişte onları aramakta.

Raúl Pérez-Jiménez liderliğindeki NanoGUNE’deki Nanobiyoteknoloji grubu, yaşamın başlangıcından günümüze kadar proteinlerin evrimini incelemek için yoğun bir çalışma içerisindeydi. Bu araştırma, nesli tükenmiş organizmalardan proteinlerin ve genlerin atalarının rekonstrüksiyonu, hangi niteliklere sahip olduklarını ve biyoteknolojik uygulamalarda kullanılıp kullanılamayacaklarını görmek için yapılır.

Nature Microbiology dergisinde yeni yayımlanan bu çalışmada, CRISPR-Cas sistemlerinin 2,6 milyar yıl öncesine dayanan atalarından günümüze evrimsel tarihi ilk kez yeniden kurgulandı. Araştırma ekibi, atalara ait CRISPR dizilerinin hesaplamalı yeniden yapılandırmasını gerçekleştirdi, bunları sentezledi ve işlevlerini inceleyip onayladı.

NanoGUNE’deki projede, araştırmacı olan Ylenia Jabalera konu hakkında düşüncelerini şu şekilde ifade etti: “Bu bilimsel başarı, mevcut olanlardan farklı özelliklere sahip ve çok daha esnek olan gen düzenleme araçlarını kullanılabilir hale getirebilir. Bu durum, ALS, kanser ve diyabet gibi hastalıkların teşhisinde yeni tedavi yolları açar.”

Derleyen: Tuğba Akkesen