San Diego California Üniversitesi biyologlarından Ethan Bier ve Valentino Gantz, 2015 yılında “aktif genetik” olarak bilinen ve genetik bir nitelikte (yüzde 50’lik bir oranla standart kalıtım olarak bu özelliğin almasıyla sonuçlanan) yeni bir teknoloji geliştirdi.
Aktif genetik sisteminin hedefleri, sıtma gibi vektör kaynaklı hastalıklara karşı sivrisineklerin aşılanması öngören gen tahrik sistemlerini içermektedir. Bier ve Gantz ayrıca, insan sağlığı ve tarımsal kazanımlar için çeşitli aktif genetik teknikleri kullanılmasını öngörüyorlar.
Shannon Xu, Gantz ve Bier 6 Haziran’da eLife‘da sonuçları yayınlanan çalışmalarında, doğal genomik ortamlarında gen düzenleyici unsurları düzenlemek için CRISPR / Cas9 kullandılar. Gen aktivitesini kontrol eden yeni temel mekanizmaları ortaya koydular.
Yazarlar aynı zamanda, aktif genetik ile hedeflenen gen ekleme (transgenesis) veya genetik kontrol elemanlarının tek adımlı değiştirilmesi ile etkili bir araç olarak kullanmak için deneysel doğrulama da yaptılar.
Aktif Genetik
Gantz “Aktif genetik tarafından sağlanan teknolojik gelişmeler, organizmalara yeni özellikler kazandırıyor. Böylece sentetik biyolojide büyük gelişmeler sağlayan yeni bir araç kiti oluşturuyor” dedi.
Araştırmacılar meyve sineklerinde basit bir yapı olan bir kanat damarının gelişimi sırasında oluşumunu koordine eden bir genin genetik kontrolünü analiz ettiler.
Analizin amacı uzayda ve zamanda gen aktivitesini kontrol eden mekanizmaları anlamak ve bir kanat damarının doğru bir şekilde yerleştirilmesini sağlamaktı. Böylece genetik devrenin farklı türlerde nasıl evrimleştiğini araştırmaktı.
Araştırmacıların kromozomlar arasındaki bulgularında, gen aktivitesinin kontrolüne katkıda bulunan yeni bir potansiyel etkileşim biçimi için de kanıt elde ettiler. Bu gözlemler, diğer organizmalarda kromozomlar arasında benzer çapraz biçimlerin oluşabileceğini ve muhtemelen epigenetik müdahale için potansiyel hedefleri belirleyebileceğini ortaya koydu.
Aynı zamanda gen düzenleyici sekansların doğal konumlarında düzenlenmesinin, kontrol anahtarlarının vücutta genleri açıp kapatmak için nasıl çalıştığını daha iyi anlamak ve yeni işlevlerini ortaya çıkarma özellikleri için önemli avantajlar sundular.
Belki de en önemlisi bu çalışmalar aktif genetiğin, yeni özelliklere sahip yeni organizmaların mühendisliği için bir platform olarak genel kullanımını gözler önüne sermesidir.
Xu, “Bu ilerlemeler, diğer araştırmacıları araştırmalarını hızlandırmak ve geniş bir yelpazede çeşitli organizmalarda aktif genetik kullanmalarını teşvik edecektir.” dedi.
Hücre ve Gelişim Biyolojisi Profesörü Bier, “Bu bilgi sonunda, ilk prensiplere dayanan biyolojik tasarıma, dolayısıyla mühendislik organizmaları için bilginin özel olarak tasarlanmış yeni özelliklere sahip olmasına neden olabilir” dedi.
CopyCat Klonlama
Araştırmacılar ayrıca aktif genetiği, transgenezis için yeni nesil bir araç olarak inceledi. Sözde “CopyCat” klonlama vektörleri, istenen herhangi bir yerde genoma tam olarak sokulma potansiyelini sunuyor. Daha sonra bir ebeveyn kromozomundan diğerine yüksek etkinlikle kopyalanır.
Böylece tüm yavrular CopyCat öğesini devralır. Araştırmacılar, CopyCat klonlamanın “hayvanların veya bitkilerin karmaşık genetik türlerinin toplanmasını büyük ölçüde hızlandıracak” bir potansiyele sahip olduğunu söylüyor.
Bier “Bu tür genetik mühendislik manipülasyonları, mevcut teknolojileri kullanarak erişilemeyen yeni araştırmalarda hayvan ve bitki mühendisliği yollarını açmalıdır” dedi.
Aktif genetik, aynı zamanda yeni Tata Genetik ve Toplum Enstitüsü’nde yürütülen teknolojidir. UC San Diego ve Hindistan’ın Kök Hücre ve Biyoenerji Enstitüsü’nü temel alan bu enstitü, küresel bilim ve teknolojiyi sosyal olarak bilinçli araçlar yoluyla ilerletme ve halk sağlığı ile tarıma dayalı dünyanın en acil meydan okumalarına çözümler üretme görevi ile başlatıldı.
