Astronotlar Gen Makasıyla Kesildi

Ünlü CRISPR / Cas9 teknolojisi, insanlığın en sıra dışı laboratuvarına girmenin yolunu buldu. Araştırmacılar, Uluslararası Uzay İstasyonu olan ISS’de gen makasını kullanmak için bir yöntem geliştirdi ve bunu başarıyla test etti.

Gen makasının yardımıyla astronotlar artık hücrelerin uzayda hasarlı DNA’yı nasıl onardığını inceleye bilecekler. Bulgular, diğer şeylerin yanı sıra, uzay yolcularına daha iyi sağlık hizmetleri sağlaya bileceğimizi ortaya koyuyor.

UV ışığı, radyoaktivite veya serbest radikaller, biyolojik süreçler ve çeşitli çevresel etkiler, vücut hücrelerimizdeki genetik materyali sürekli olarak kemirmektedir.

En kötü senaryoda, bu hasar kanser gelişimine yol açabilir. Bu nedenle vücudumuzda sürekli bakım önlemleri alınmalıdır: Aslında hücrelerin hasarlı DNA’yı onarabilecekleri çeşitli doğal stratejileri vardır. Astronotlar söz konusu olduğunda, verimli patchwork özellikle önemlidir: Koruyucu dünya atmosferinin dışında olduklarından, artan iyonlaştırıcı radyasyona maruz kalırlar ve dolayısıyla genetik hasar riskleri oldukça artar.

Ancak şimdiye kadar, DNA’nın kendi onarım sisteminin uzaydaki değişen yerçekimi koşullarına ne ölçüde tepki verdiği belirsizdi. Yinede mikro yerçekimi koşullarının DNA’nın kendini tamir etme şeklini etkilediğine dair kanıtlar mevcuttu.

Bu durum, daha yüksek strese ek olarak, uzay yolcularının genetik olarak kendi kendini iyileştirme güçlerinin bozulabileceği endişelerini artırıyordu. Bu konuyla ilgili daha fazla araştırma şimdiye kadar teknolojik ve güvenlikle ilgili engellerle sınırlandırılmıştı:

Genetik materyalin deneysel olarak, örneğin radyasyonla nasıl bir hasar gördüğü ile ilgili araştırma tekniklerinin kullanımı, ISS’de sorunluydu. Çünkü, bu tür araştırmalar DNA’da spesifik olmayan hasara yol açarlar, bu nedenle onarım süreçleri spesifik olarak araştırılamazdı.

Astronotlar Gen Makasıyla Kesildi

Bu nedenle, NASA’nın Houston’daki Johnson Uzay Merkezi’nden Sarah Stahl-Rommel’in etrafındaki araştırmacılar, uzayda kullanım için yeni bir araştırma yöntemi geliştirdiler. 

Bu yöntem, CRISPR / Cas9 genom düzenleme teknolojisine dayanmaktadır. DNA kesme işlevindeki özgünlük bu aleti ünlü yaptı. Bir gen segmentinin hedef bilgi ile makas görevi gören bir enzim ile kombinasyonuna dayanır. Bu ekip, genomdaki belirli DNA dizilerine spesifik olarak bağlanabiliyor ve onları kesebiliyor. Araştırmacılar, bu şekilde, sonraki onarım mekanizmalarını araştırmak için DNA’ya deneysel olarak verilen hasarın da hedeflenen bir şekilde üretilebileceğini açıklıyor. Özellikle tehlikeli DNA hasarına odaklanılıyor: Bu hasarlar çoğunlukla çift sarmal kopmalarıdır.

Bilim insanları, Space-CRISPR / Cas9 süreçleri için tek hücreli maya Saccharomyces cerevisiae’yi kullanıyor.

Çünkü bu ökaryotik organizmaların işlenmesi kolaydır ve bizimki gibi bir hücre çekirdeğine ve benzer DNA onarım mekanizmalarına sahiptir. Araştırmacıların bildirdiği gibi, yöntemi geliştirmedeki ana zorluk, CRISPR / Cas9 teknolojisi için Dünya’da kullanılan yöntemleri ağırlıksızlığa(yerçekimsiz koşullara) uyarlamaktı.

Dünyadaki laboratuvar çalışmalarında kullanılanlar gibi birçok reaktifin, işlemin ve çalışma yönteminin askıya alınmış bir durumda yetersiz çalıştığını veya hiç çalışmadığını kolayca hayal edebilirsiniz.

Umut Verici Başarı

Stahl-Rommel, “Ancak, ekibimizin uzmanlık bilgisi nihayetinde karmaşık bilimin dünyanın sınırlarının ötesinde de gerçekleştirilebileceği bir konsepte yol açtı” diyor.

Diğer şeylerin yanı sıra, bazıları işlem sırasında önceden karıştırılmış ve dondurulmuş olan reaktiflerin ekonomik kullanımı yoluyla, araştırmacılar, mikro yerçekiminde CRISPR genom düzenlemesi için uygulanabilir bir yöntem geliştirmeyi başardılar. Cambridge’deki katılımcı MiniPCR şirketi adına konuşan Sebastian Kraves, “Bu şekilde, bu teknolojinin yanı sıra müteakip PCR işlemi ve nano gözenek dizilimi, aşırı ortamlarda uygulanabilir. Ayrıca, süreci, ağırlıksız olarak DNA onarımını ve diğer temel hücresel süreçleri araştırmak için kullanılabilecek bir biyoteknolojik iş akışına entegre edebildik ”dedi.

Uygulama için gerçek uygunluk, yöntemin ISS’de başarılı bir şekilde kullanılmasıyla belgelenmiştir:

Kullanılan genetik manipülasyon ile ilişkili DNA ‘lar maya hücrelerinde kolayca tanınabilir renk değişiklikleri ile gösterilmiştir. Ortak araştırmacılardan Sarah, “Bu organizmaların genomu, DNA’da kırılmalara neden olmak için CRISPR / Cas9 ile düzenlendi, ardından büyümeye izin veren DNA onarım süreçleri ve sonuçta ortaya çıkan DNA dizilendi ve bunların hepsi ISS’de gerçekleşti,” diyerek diyerek süreci özetledi. 

Araştırmacıların açıkladığı gibi, başarı bir kavramın kanıtıdır. Süreç artık uzayda DNA onarım mekanizmalarına yönelik kapsamlı araştırmalar için bir mihenk taşı haline gelebilir. Castro-Wallace, “Uzay biyolojisi için ileriye doğru büyük bir adım” dedi. Onlara göre, iyonlaştırıcı radyasyonun neden olduğu karmaşık DNA hasarını daha iyi simüle etmek için yöntem daha da geliştirilebilir ve değiştirilebilir.

Ek olarak, uzayda uzun süreli kalışlarla ilgili çok sayıda başka moleküler biyolojik sorunun araştırılması için de temel oluşturabilir. Kraves, “Bu, insanlığın uzayı keşfetmeye ve orada yaşamaya devam etme çabaları açısından çok umut verici görünüyor” dedi.

Yazan: İ. Kaya

Kaynak*

YouTube Kanalımız

Leave a reply

Please enter your comment!
Please enter your name here