CRISPR ile sivrisineklerde yapılan tek gen değişimi, sıtmanın yayılmasını durduruyor

Son yıllarda sıtmayla mücadelede karşılaşılan en büyük engellerden biri, hem parazitin tedavilere karşı evrimsel uyum geliştirmesi hem de sivrisineklerin böcek ilaçlarına direnç kazanması oldu. Ancak yakın zamanda geliştirilen yenilikçi genetik müdahale yöntemi, bu tabloyu değiştirme potansiyeli taşıyor.

Kaliforniya San Diego Üniversitesi (UCSD) ve Johns Hopkins Üniversitesi’nden bilim insanları, CRISPR-Cas9 gen düzenleme teknolojisini kullanarak, sıtma taşıyan sivrisineklerin bulaştırıcılığını neredeyse sıfırlayan bir yöntem geliştirdi. Ekip, sıtma parazitinin sivrisineğin vücudu içinde geçiş yaptığı kritik bir protein olan FREP1’de yalnızca bir amino asit değiştirerek, parazitin yayılma yeteneğini ortadan kaldırmayı başardı. L224 adlı amino asidin yerine doğada nadiren rastlanan doğal bir varyant olan Q224 yerleştirildiğinde, parazitin sivrisineğin bağırsağından tükürük bezlerine ulaşması engelleniyor. Sonuç olarak sivrisinek hâlâ enfekte kan emebilse bile, hastalığı başka bir bireye bulaştıramıyor.

CRISPR-Cas9 teknolojisi, canlıların DNA’sında istenilen bölgeye hassas bir şekilde müdahale edebilmeyi mümkün kılan, son yılların en devrimsel genetik araçlarından biri. Sistemin temelinde, genetik materyalde hedeflenen bir noktaya kesik atılmasını sağlayan moleküler “makaslar” (Cas9 enzimi) ve bu noktayı tanıyan rehber RNA’lar bulunuyor. Bu teknolojiyle bilim insanları genetik kodda belirli bir bölgeyi kesip istedikleri değişikliği yapabiliyor. Bu yeni çalışmada da araştırmacılar, CRISPR’ın bu hassas müdahale gücünü kullanarak sivrisineklerde sıtma bulaşmasını engellemeyi başardılar.

Değiştirilen Gen, "Allelik Sürücü Sistemi" ile Sivrisinek Popülasyonuna Yayılacak

Araştırmacılar, bu genetik değişikliği sivrisinek popülasyonuna yaymak için “allelik sürücü” (phantom allelic drive) adını verdikleri, bir sistem kullanıyorlar. Allelik sürücü sistemi, değişikliğin popülasyonda hızla yayılmasını sağlayan özel bir mekanizma. Normalde bir canlı, taşıdığı genlerin yaklaşık yarısını yavrularına aktarırken, allelik sürücüde değiştirilmiş gen yavrularının neredeyse tamamına aktarılıyor. Bu da zamanla bu genin popülasyonda hızla yayılmasını ve giderek daha fazla sivrisineğin sıtmaya karşı direnç kazanmasını sağlıyor. Bu sistemin bir diğer özelliği de kalıcı olmaması. Yapılan genetik müdahale, belirli bir sürenin ardından popülasyondan silinebiliyor. Sisteme entegre edilen “kendini yok eden” mekanizma, müdahalenin doğaya kalıcı şekilde yerleşmesini engelliyor. Bu sayede genetik değişiklik kısa vadeli bir çözüm sunarken, uzun vadede ortaya çıkabilecek çevresel risklerin de önüne geçilmiş oluyor.

Ayrıca Bkz."Ben robot değilim": ChatGPT Agent, CAPTCHA aşamasını saniyeler içinde geçebiliyor

UCSD’den Prof. Ethan Bier, sistemin sivrisineklerin biyolojisine zarar vermeden çalıştığını ve sıtmanın farklı türlerine karşı da etkili olduğunu belirtiyor. Bier, “Bu kadar küçük bir değişimin bu denli büyük sonuçlar doğurması şaşırtıcı,” diyor. Araştırmanın diğer yürütücüsü olan Prof. George Dimopoulos ise bu genetik müdahalenin farklı coğrafyalarda da işe yarayabilecek esneklikte olduğunu vurguluyor: “Doğal varyantı öne çıkararak bağışıklık sağladık. Yöntem evrensel olarak uygulanabilir.”

Çalışma laboratuvar ortamında başarıyla test edildi. Ancak bilim insanları, gerçek çevresel koşullarda yapılacak saha denemelerinin kritik olduğunu vurguluyor. Bu yüzden şimdi o denemelerin sonuçları bekleniyor. Ancak burada da başarı sağlanırsa, belki de ilk kez sivrisinekler en ölümcül hayvan olmaktan çıkacaklar.