Bakterinin Bütün Genomu Yeniden Yazıldı! Hem De Orjinalinden Daha Güçlü Şekilde!

Yale Üniversitesi ve Harvard Üniversitesi'nden araştırmacılar bir bakterinin bütün genomunu, baştan aşağıya yeniden kodladılar ve onu virüslere karşı daha dirençli olacak şekilde ayarladılar. Bu, gelecekte yapılabilecek yeniden kodlamaların potansiyel gücünü gösteren en ciddi örneklerden biri oldu. 18 Ekim 2013'te Science dergisinde yayımlanan makalenin yazarlarından Yale Üniversitesi Moleküler, Hücresel ve Gelişimsel Biyoloji Bölümü'nden Prof. Dr. Farren Isaacs şunları söylüyor:

Bu, genetik kodun kökten değiştirildiği ilk örnek. Bir organizmayı yeni bir genetik kod ile yeniden yaratmak, biyolojik fonksiyonların ufkunu güçlü yönlerde genişletmemizi sağladı.

Genetik olarak yeniden kodlanarak yaratılmış bir organizma, gelecekte doğayı yeniden yaratma ve yeni protein formları yaratarak onları çok çeşitli amaçlarla kullanmamızın mümkün olabileceğini gösteriyor: hastalıklarla savaşmaktan yeni malzeme türlerinin oluşturulmasına kadar...

Prof. Isaacs ve Harvard Üniversitesi Tıp Okulu'ndan Prof. Dr. George Church tarafından yapılan araştırma, sentetik biyoloji alanında yapılan ve yıllardır süren araştırmaların bir ürünü. Sentetik biyolojinin ana amaçlarından birisi doğadaki biyolojik sistemleri yeniden tasarlayarak faydalı amaçlarda kullanmak.

Bu çalışmada araştırmacılar, biyolojinin temel kurallarını değiştirdiler.

Proteinler, DNA tarafından kodlanırlar, 20 aminoasitten oluşurlar ve hücre içerisinde birçok önemli fonksiyonu yürütürler. Aminoasitler üçlü kodlar halinde, DNA'daki nükleotitlerin oluşturduğu bilgiye göre üretilirler. Üç nükleotitten oluşan bu üçlülere "kodon" adı verilir ve yaşamın genetik alfabesini oluştururlar.

Yale Üniversitesi'nden Prof. Isaacs ve Jesse Rinheart ile Harvard Üniversitesi'nden araştırmacılar, doğanın yaptığı çalışmayı genişleterek var olan kodonları genom boyunca değiştirip, sonrasında tamamen yeni harfler ekleyerek doğada bulunmayan aminoasitleri üretip üretemeyeceklerini araştırdılar. Bu araştırma, bir organizmanın genetik kodunun tamamen değiştirildiği ilk araştırma olma özelliğini taşıyor.

Bu yeni araştırmada araştırmacılar E. coli bakterisinin kodonlarını değiştirler ve onun protein sentezini durduran doğal durdurma işaretini devredışı bıraktılar. Bu şekilde üretilen yeni genom, virüslerin bakterilere bulaşmak için kullandıkları doğal proteinlerin sentezine engel olarak, bakterileri virüslere karşı daha dirençli hale getirdi. Araştırmacılar, bunun üzerine durdurma kodonunu başka aminoasitleri kodlayan kodlara dönüştürerek, bu şekilde "tak-ve-oyna" yöntemiyle, adım adım genomu oluşturdular.

Bu araştırma sayesinde yeniden kodlanan bakteri, birçok "egzotik" proteini ve polimeri biyolojik olarak üretebiliyor. Bu yeni ürünler, yeni malzemelerin, nanoyapıların, ilaçların, ilaç iletim sistemlerinin oluşturulmasında kullanılabilir. Prof. Isaacs şunları söylüyor:

Genetik kod evrensel olduğu için, diğer organizmaların da genlerini yeniden kodlamak mümkün olacaktır. Bunun biyoteknoloji endüstrisi üzerinde inanılmaz büyük bir etkisi olacak ve yepyeni araştırma alanları ve imkanları yaratacaktır.