Gen düzenleme artık bir türü tamamen değiştirebilir -- sonsuza kadar

CRISPR gen sürücüleri, bilim insanlarının DNA dizilerini değiştirmelerini ve elde edilen düzenlenmiş genetik özelliğin gelecek nesillere aktarılmasını garanti altına alıyor ve tüm türleri kalıcı bir şekilde değiştirme olanağına kapı açıyor. Bu yeni teknoloji, her şeyden çok su sorulara yol açtı: Bu yeni güç insanlığı nasıl etkileyecek? Bu gücü neyi değiştirmek için kullanacağız? Bizler artık Tanrı mıyız? Bu soruları düşünürken ve gen sürücülerin güçlü bir uygulaması olabilecek, hastalıklara dirençli, sıtma ve Zika'yı devre dışı bırakacak sivrisineklerin geliştirilmesini anlatan gazeteci Jennifer Kahn'a katılın.

Bu konuşma gen sürücüleri hakkında

ama sizlere kısa bir hikâye
anlatarak başlayayım.

20 yıl önce,
Anthony James adlı bir biyolog

sıtma taşımayacak sivrisinekler
üretme fikrini

saplantı haline getirdi.

Bu müthiş bir fikirdi
ve neredeyse tam bir başarısızlıktı.

Her şeyden önce,
sıtmaya dirençli sivrisinek üretmenin

çok zor olduğu anlaşılmıştı.

James nihayet sonunda
birkaç yıl önce bunu başardı.

Bunu, sıtma parazitinin
sivrisineğin içinde yaşamasını

olanaksız kılan bazı genler
ekleyerek yaptı.

Fakat bu, başka bir sorun yarattı.

Elindeki sıtmaya dirençli sivrisinekleri,

sıtma taşıyan bütün o sineklerle
nasıl yer değiştirebilirsin?

Birkaç seçenek var.

A planı; doğruca

bir miktar genetiği değiştirilmiş
yeni sivrisinek üretip

onları doğaya salarsın

ve genlerini aktarmalarını umut edersin.

Sorun şu ki planın başarılı olması için

yabani sivrisineklerin 10 kat fazlasını
doğaya salman gerekir.

Yani köyde zaten 10.000 sivrisinek varken

100.000 tane de siz salacaksınız.

Tahmin edeceğiniz gibi

köylüler için pek hoş bir yöntem olmazdı.

(Kahkahalar)

Sonra, geçtiğimiz Ocak'ta,
Anthony James,

Ethan Bier adlı bir biyologdan
bir e-posta aldı.

Bier e-postada
öğrencisi Valentino Gantz'la

tesadüfen buldukları bir yöntemin,
belirli bir genetik özelliği

miras olarak almayı
garantilemekle kalmayıp

onun çok hızlı yayılmasını da
sağladığını söylüyordu.

Eğer söyledikleri doğruysa
James ile birlikte

20 yıldır üzerinde çalıştıkları sorun
çözülmüş demekti.

Bunu sınamak için sıtma karşıtı
gen taşıyan 2 adet sivrisinek

ve bu yeni yöntem,
bir gen sürücüsü oluşturuldu.

Yöntemi birazdan anlatacağım.

Son olarak sıtma karşıtı geni
taşıyacak sivrisinekleri

normalde sahip oldukları
beyaz gözler yerine

kırmızı gözlere sahip olacak
şekilde düzenlediler.

Bu sayede sivrisinekleri

bir bakışta kolayca
ayırt edebileceklerdi.

Sıtma karşıtı, kırmızı gözlü
iki sivrisineği alıp

30 sıradan, beyaz gözlü sinekle
aynı kutuya koydular

ve üremeye bıraktılar.

İki nesil sonra
3.800 torun ortaya çıkmıştı.

İşin ilginç kısmı bu değil.

İlginç olan kısım şu:

İki kırmızı gözlü
ve 30 beyaz gözlü sivrisinekle

başlandığı için

çoğunluğu beyaz gözlü
bir nesil beklersiniz.

Ama James kutuyu açtığında

3800 sineğin tamamının
gözlerinin kırmızıydı olduğunu gördü.

O anı Erthan Bier'e sorduğumda

o kadar heyecanlandı ki
telefonda resmen bağırıyordu.

Çünkü sadece kırmızı
gözlü sivrisinek elde etmek

biyolojinin değişmez esaslarından olan

Mendel Yasalarına aykırıdır.

Kısaca anlatayım.

Mendel genetiğine göre,
erkek ve dişi çiftleştiğinde

yavrular DNA'yı ebeveynlerden
yarı yarıya alır.

Dolayısıyla, orijinal sivrisineğimiz
aa ve yeni sinek aB ise,

burada B sıtma karşıtı gen,

yavrular şu permütasyonla oluşmalıdır:

aa, aB, aa, Ba.

Fakat bunun aksine, yeni gen sürücüyle

hepsi aB oldu.

Biyolojik olarak bu mümkün değildi.

Peki ne oldu?

Birincisi, 2012 yılında

CRISPR diye bilinen
bir gen düzenleme yöntemi ortaya çıktı.

Pek çoğunuz CRISPR'ı duymuşsunuzdur

CRISPR'la ilgili kısaca şunu söyleyeyim

genleri düzenlemeyi hızlı, kolay ve kesin
biçimde mümkün kılan bir yöntem.

Bunu, bakterilerde zaten bulunan
bir mekanizmayı kullanarak yapıyor.

Makas gibi davranan bir protein var,

DNA'yı kesiyor,

bir de bu makası genomda

istediğiniz herhangi bir noktaya
yönlendiren RNA molekülü var.

Sonuç, temelde genler için
bir kelime işlemcisi gibi.

Tüm bir geni dışarı alıp
başka birini koyabilirsin

veya gendeki tek bir harfi de
değiştirebilirsin.

Bunu neredeyse
bütün türlerde yapabilirsin.

Peki, gen sürücülerinin
iki sorunu var demiştim, hatırladınız mı?

İlki sıtmaya dirençli bir sivrisinek

üretmenin zorluğuydu.

CRISPR sayesinde bu sorun çözüldü.

Ama diğer sorun lojistikle ilgiliydi.

Bu özelliği yaymayı nasıl sağlarız?

İşte burada zekâ gerekiyor.

Birkaç yıl önce Kevin Esvelt adlı
Harvard'lı bir biyolog,

CRISPR yeni genler yerleştirmekle kalmayıp

aynı zamanda kesme
ve yapıştırma süreçlerini içeren

mekanizmayı da yerleştirse
ne olur diye düşündü.

Başka bir deyişle, CRISPR kendisini de
kopyalayıp yapıştırsa ne olurdu.

Gen düzenleyen bir devridaim makinesi
elde ederdiniz.

Ve olan tam da buydu.

Esvelt'in ürettiği CRISPR gen sürücüsü

sadece özelliğin aktarılmasını
sağlamakla kalmıyor

eğer eşey hücrelerinde kullanılırsa

yeni geni otomatik olarak kopyalayıp

her bir bireyin
her iki kromozomuna da yapıştırıyor.

Toplu bir arama ve değiştirme gibi

ya da bilimsel deyişle heterozigot
özelliğin homozigot yapılması.

Peki bu ne anlama geliyor?

Bu, öncelikle elimizde çok güçlü
fakat aynı zamanda da

biraz da ürkütücü
yeni bir araç var demek.

Gen sürücülerinin şimdiye kadar
çok iyi çalışmamış olması

aslında bir bakıma iyiydi.

Normalde bir organizmanın
genleriyle oynadığımızda

onu evrimsel bakımdan daha az uyumlu,
daha zayıf hâle getiririz.

Bu nedenle biyologlar korkmadan,
istedikleri kadar

mutant meyve sineği üretebilir.

Eğer kaçanlar olursa
doğal seçilim onların icabına bakar.

Gen sürücülerini güçlü, harika
ve aynı zamanda ürkütücü yapan şey ise

bunun artık böyle olmayacak olması.

Eğer sizin istediğiniz özellik
büyük bir adaptasyon engeli oluşturmuyorsa

örneğin uçamayan sivrisinekler gibi,

CRISPR temelli gen sürücüsü,değişimi
popülasyondaki her bireye geçirene kadar

çalışmaya devam edecektir.

O kadar iyi çalışan bir gen sürücüsü
yapmak şu an kolay değil

ama James ve Esvelt
yapabileceğimizi düşünüyor.

İyi haber şu ki, bu durum
pek çok harika şeye kapı açıyor.

Eğer tek bir sıtma karşıtı gen sürücüyü,

sıtma taşıyan Anofel cinsi sivrisineklerin

sadece %1'ine koyarsanız

araştırmacılar, bunun bir sene içinde
tüm popülasyona yayılacağını düşünüyor.

Bir sene içerisinde sıtmayı
ortadan kaldırabilirsiniz.

Pratikte bunu yapabilmek için
birkaç yıla daha ihtiyacımız var

ama hâlen günde 1000 çocuk
sıtmadan hayatını kaybediyor.

Bir yılda bu sayı
neredeyse sıfırlanabilir.

Aynı şey dang humması, chikungunya,
sarı humma için de geçerli.

İşler daha da iyileşiyor.

Diyelim ki istilacı bir türden
kurtulmak istiyorsunuz.

Büyük Gölleri sazanlardan
temizlemek gibi

Yapmanız gereken tek şey, balıkların

sadece erkek yavrulamasını
sağlayan bir gen sürücü salmak.

Birkaç nesil sonra dişi birey kalmaz
ve bu şekilde sazanlar yok olur.

Teoride, nesli tükenmekte olan
yüzlerce yerli türü kurtarabileceğimiz

anlamına geliyor.

Bu iyi haberdi,

şimdi kötü haber.

Gen sürücüleri o kadar etkili ki

kazayla dışarı salınmaları bile
bütün bir türü çoğu zaman

hızla değişikliğe uğratabilir.

Anthony James sağlam önlemler aldı.

Sivrisinekleri biyolojik önlemli
bir laboratuvarda üretti.

Aynı zamanda ABD'de bulunmayan
bir türle çalıştı.

Bu durumda kaçsalar bile

teker teker ölürlerdi,
çiftleşecek eş bulamazlardı.

Fakat şu da doğru ki, gen sürücülü,
tamamı erkek, bir düzine sazan

yanlışlıkla Büyük Göller'den
Asya'ya taşınırsa

oradaki yerli sazan popülasyonunu
ortadan kaldırabilirler.

Dünyamız bu kadar birbirine bağlıyken
bu çok da imkânsız değil.

Aslına bakarsanız, istilacı tür
sorunumuzun nedeni de bu.

Sonuçta bu bir balık.

Sivrisinek ve meyve sineği gibi canlıları

zapt etmenin hiçbir yolu yok.

Sınırları, okyanusları daima aşıyorlar.

Bir başka kötü haber daha,

gen sürücüler,
hedef tür dediğimiz türlerle

sınırlı kalmayabilir.

Bu gen akışından kaynaklanır.

Bu, yakın türlerin
bazen birbirleriyle çiftleşmesine

verilen havalı ad.

Eğer bu durum meydana gelirse
gen sürücü karşı türe geçebilir.

Örneğin Asya sazanları bunu
diğer tür sazanlara aktarabilir.

Sürücünüz göz rengi gibi bir özelliği
geçiriyorsa bu o kadar da kötü değil.

Hatta büyük olasılıkla, yakın gelecekte

çok garip meyve sinekleri göreceğiz.

Ancak eğer sürücünüz

bütün bir türü yok etmek üzere
tasarlandıysa sonuç felaket olabilir.

Bu teknolojiyle ilgili
endişe verici son şey ise

bir organizmaya gen mühendisliği yapmak
ve gen sürücüsü yerleştirmek

aslında dünyadaki her laboratuvarda
yapılabilecek bir şey.

Bir lisans öğrencisi bunu yapabilir.

Bazı araçlara sahip yetenekli
bir lise öğrencisi bile yapabilir.

Sanıyorum bunlar
kulağa ürkütücü geliyor.

(Kahkaha)

Yine de ilginç bir şekilde, konuştuğum
bilim insanlarının neredeyse hepsi

gen sürücülerini o kadar da korkutucu
veya tehlikeli görüyor gibi değillerdi.

Nedeni kısmen,
bilim insanlarının onları kullanırken

çok ihtiyatlı ve dikkatli
olacaklarına inanmaları.

(Gülüşmeler)

Bu şimdiye kadar doğru.

Ancak gen sürücülerinin
ayrıca bazı fiili sınırları var.

Bunlardan biri, sadece
eşeyli üreyen canlılarda çalışması.

Şükürler olsun ki virüs ya da bakteri
üretmede kullanılamıyorlar.

Ayrıca özellik sadece
bir sonraki nesil ile yayılıyor.

Yani bir popülasyonu değiştirmek

ya da yok etmek ancak o tür,
hızlı bir üreme döngüsüne sahipse mümkün,

böcekler gibi ya da fare ve balık benzeri
küçük omurgalılar gibi.

Filler ya da insanlarda

bir özelliğin yeterli ölçüde yayılması
yüzyıllar alacaktır.

CRISPR'la bile tamamen yıkıcı bir özellik
geliştirmek çok da kolay değil.

Diyelim ki çürümüş meyve yerine

taze meyveyle beslenen
bir sinek üretmek istedin,

amacın Amerikan tarımını sabote etmek.

Öncelikle sineğin

yeme davranışını yöneten
genleri bulmak zorundasın

ki bu zaten çok uzun ve karmaşık bir iş.

Sonra bu genleri

sineğin istediğin davranışı göstereceği
biçimde değiştirmelisin.

Bu daha da uzun ve daha karmaşık bir iş.

Başarılı olmayabilir de

çünkü davranışları düzenleyen genler
karmaşıktır.

Diyelim ki bir teröristsin
ve seçim yapacaksın,

uzun yıllar çalışma gerektiren

ve sonunda boş çıkabilecek
zahmetli bir araştırma programı mı

yoksa bir yerleri havaya uçurmak mı?

Muhtemelen ikinciyi seçerdin.

Bu özellikle doğru,
çünkü en azından teoride

tersine sürücü denilen şeyi
yapmak da oldukça kolay olmalı.

Esasen ilk gen sürücülerin
yaptığı değişiklikleri tekrar düzenliyor.

Eğer yaptığın değişikliğin
sonuçlarını beğenmediysen

onu iptal edecek
ikinci bir sürücü salabilirsin,

en azından teoride.

Peki bu bizi nereye getiriyor?

Artık kendi irademizle türleri
değiştirme imkânına sahibiz.

Peki yapmalı mıyız?

Şimdi biz Tanrı mıyız?

Bunu demezdim herhâlde.

Ama şunu derdim:

Öncellikle, çok zeki birkaç insan

gen sürücüleri kurallarını
şu anda bile tartışıyorlar.

Aynı anda, diğer birkaç zeki insan da

kendi kendini düzenleyen
ya da birkaç nesil sonra

yok olacak güvenli gen sürücüleri
yapmak için çok çalışıyorlar.

Bu çok iyi.

Fakat bu teknolojinin
yine de konuşulması gerekiyor.

Gen sürücülerinin gücünü düşünürsek

bu konuşma küresel olmalı.

Ya Kenya gen sürücüsü kullanmayı ister
ama Tanzanya istemezse?

Uçabilen bir gen sürücüsünün
salınmasına kim karar verecek?

Bu soruya verecek bir cevabım yok.

Bence yapabileceğimiz tek şey ilerlemek,

yararları ve riskleri üzerinde
dürüstçe konuşmak

ve seçimlerimizin sorumluluğunu üstlenmek.

Demek istediğim, sadece bir gen sürücü
kullanma seçeneğini değil,

kullanmama seçeneğini de.

İnsanlar, en güvenli seçeneğin
mevcut durumu korumak olduğunu

düşünmeye eğilimlidir.

Ama bu her zaman doğru değil.

Gen sürücülerin riskleri var
ve bunlar tartışılmalı.

Fakat sıtma hâlen duruyor
ve her gün 1000 kişiyi öldürüyor.

Sıtmayla savaşta böcek ilacı
püskürtüyoruz ve bu da kuşlar

ve amfibiler de dahil diğer türlere
çok ciddi zarar veriyor.

Önümüzdeki aylarda
gen sürücüleri hakkında

bir şeyler duyduğunuzda
emin olun duyacaksınız,

şunu hatırlayın.

Bir şeyi yapmak korkutucu olabilir

ama bazen yapmamak daha kötüdür.

(Alkışlar)