Yapay DNA İçeren Organizma Üretildi

Elde edilen bu mühendislik ürünü bakterinin DNA’sı doğada bulunmayan bileşenlerden oluşuyor. Bu buluş, ileride basit organizmaların bu yolla üretilerek, ilaç eldesinde kullanılmasını sağlayabilir.

DNA; canlı organizmaların hücrelerinde bulunan 4 temel baz olan adenin (A), timin (T), guanin (G), sitozin (C) bazlarını içeren, genetik kodu taşıyan nükleik asittir. Bu bazların dizilimi ile DNA çift sarmal yapıda bulunmaktadır. Araştırmacılar, bu temel olan 4 baza ek olarak X ve Y olarak bilinen iki yeni baz elde ederek, mühendislik ürünü bir bakteri üretmişler ve DNA’sını kopyalayarak hayatta kalmasını sağlamışlardır.

Aynı çalışma grubu tarafından, 2014 yılında E. coli bakterisinin genomunda değişiklik yapılarak X ve Y bazlarına sahip, bakteri üretilmişti. Bu değişikliğe uğratılmış E. coli bakterisinin, genomunda X ve Y bazını taşıyabildiği halde, bölündükten sonra DNA’sındaki yapay kısımları kaybettiği görülmüştü. Araştırmacılar çalışmayı sürdürerek, bakteri üzerinde ek değişimler yapmışlardır. İlk büyük değişiklik, daha etkili bir biçimde hücre zarını geçebilen, yapay nükleotid içeren molekülün bakteriye tanıtılmasıdır. Bu olay, hücrenin bölünmesi sırasında, bu yeni baz çiftini yapısında tutabilmesinin sağlanması anlamına geliyor. Ardından araştırmacılar, Y nükleotidi üzerinde değişiklik yapmışlardır. Bu değişiklik; hücre bölünmesi sırasında, Y bazının, DNA’nın kendini eşlemesinden (replikasyon) sorumlu enzimler tarafından daha iyi tanınmasının sağlanmasıdır.

Sonunda, bu organizma için CRISPR-Cas9 kullanılarak, giderek artan oranda bir düzenleme mekanizması kurulmuştur. Yeni bölünen hücrelerde kullanılan bu mekanizma ile, X ve Y bazı içermeyen hücreler tespit edilip yıkıma sürükleniyor.

Bu değişikliklerle birlikte; yapay DNA, bakteri genomunda 60 bölünmeden sonra bile kaybolmamıştır. Bu sonucun, yapay DNA’ya sahip bakterinin kararlılığını koruduğuna dair iyi bir işaret olduğu düşünülmektedir.

Proceedings of the National Academy of Sciences’ta yayınlanan bu çalışmadaki araştırmacılardan Floyd Romesberg, ileride elde edilebilecek yeni fonksiyonlara sahip tek hücreli canlılar ile ilaç keşiflerinin, yeni protein üretimlerinin ve çok daha fazlasının mümkün olabileceğini belirtiyor.

Kaynaklar
http://www.iflscience.com/health-and-medicine/researchers-create-a-stable-organism-containing-synthetic-dna-that-can-replicate-indefinitely/
https://phys.org/news/2017-01-scientists-stable-semisynthetic.html

İleri Okuma
A semisynthetic organism engineered for the stable expansion of the genetic alphabet, PNAS, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1616443114