Genom düzenleme veya genom mühendisliği veya gen düzenleme, DNA'nın canlı bir organizmanın genomuna eklendiği, silindiği, modifiye edildiği veya yer değiştirildiği bir tür genetik mühendisliğidir. Genetik materyali bir konakçı genomuna rastgele yerleştiren erken genetik mühendislik tekniklerinden farklı olarak, genom düzenleme, eklemeleri bölgeye özel konumları hedefleyerek başarır.
Tarih
Genom düzenleme 1990'larda da mevcuttu, fakat günümüzde var olan yaygın güncel nükleaz tabanlı gen düzenleme platformlarının o günlerdeki yokluğundan dolayı, düzenlemenin verimi düşüktü ve bu sebepten dolayı kullanımı sınırlıydı. Tasarlanmış nükleazlarla (çinko parmak nükleazları (ZFN'ler), transkripsiyon aktivatör benzeri efektör nükleazlar (TALEN'ler) ve tasarlanmış meganükleazlar) genom düzenleme Nature Methods tarafından 2011 Yılın Metodu olarak seçildi.CRISPR-Cas sistemi, Science tarafından 2015 Yılının Atılımı seçildi.
2015 itibarıyla dört mühendislik nükleaz ailesi kullanıldı: meganükleazlar, çinko parmak nükleazları (ZFN'ler), transkripsiyon aktivatör benzeri efektör bazlı nükleazlar (TALEN) ve kümelenmiş düzenli aralıklarla aralıklı kısa palindromik tekrarlar (CRISPR/Cas9) sistemi. 2017 itibarıyla dokuz genom editörü mevcuttu.
2018'de, bu tür düzenleme için yaygın yöntemler, tasarlanmış nükleazlar veya "moleküler makas" kullandı. Bu nükleazlar, genomda istenen yerlerde bölgeye özgü çift sarmal kırıkları (double-strand breaks-DSB'ler) oluşturur. Tetikelenen çift sarmallı kopmalar, homolog olmayan uç birleştirme (NHEJ) veya homolog rekombinasyon (HR) yoluyla onarılır ve hedeflenen mutasyonlarla ('düzenlemeler') sonuçlanır.
Mayıs 2019'da Çin'deki avukatlar, Çinli bilim adamı He Jiankui'nin genetiği değiştirilmiş ilk insanları (bkz. Lulu ve Nana tartışması) yarattığı iddiası ışığında, insan genomunu gen düzenleme tekniği ile (CRISPR gibi) manipüle eden herkesin ilgili tüm olumsuz sonuçlardan sorumlu tutulacağı bir yönetmelik taslağı yayınladı. Son zamanlarda CRISPR ve ilgili biyoteknolojilerin olası kör noktaları ve riskleri hakkında uyarıcı bir bakış açısı hücresel kontrol süreçlerinin stokastik doğasına odaklanarak tartışıldı.
Şubat 2020'de bir ABD denemesi, 3 kanser hastasında CRISPR gen düzenlemesini güvenli bir şekilde gösterdi.
Arka plan
Organizmalara yeni genetik elementler ekleme yöntemi olarak genetik mühendisliği 1970'lerden beri varlığını sürdürüyor. Bu teknolojinin bir dezavantajı, DNA'nın konakçı genomuna rastgele yerleştirilmesidir. Bu, organizma içindeki diğer genleri bozabilir veya değiştirebilir. Eklenecek genleri bir organizma genomu içindeki belirli bölgeleri hedefleyerek ekleyen yöntemler arandı. Genom düzenleme, hedef dışı etkileri azaltmanın yanı sıra, bir genom içindeki belirli dizilerin düzenlenmesini de sağladı. Bu yöntem, gen terapisinde ve araştırma amacıyla (mutasyonları belirli genlere hedefleyerek) kullanılabilir. Bir organizmanın kusurlu olan genlerini işlevsel olanlarla yer değiştirerek, belirli genetik hastalıkları iyileştirmek mümkün olabilir.
Ayrıca bakınız
- CRISPR/Cpf1
- Epigenom düzenleme
- NgAgo, ssDNA kılavuzlu bir Argonaute endonükleaz
"WHO launches global registry on human genome editing." PharmaBiz, 31 Aug. 2019. Gale General OneFile, Accessed 27 Apr. 2020.
Konuyla ilgili yayınlar
- Bulduk BK, Şahinoğlu S. (2021) "Dünyanın Genomu Düzenlenmiş İlk Bebekleri Vakasına Yapılan Etik Değerlendirmeler Üzerine Bir İnceleme" 30 Aralık 2021 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. Turkiye Klinikleri J Med Ethics. 2021;29(1):38-47. Erişim tarihi: 30 Aralık 2021.
- "Special Issue on Human Germline Editing". Bioethics. 34. 2020. 10 Ekim 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 16 Ekim 2020.
- "Customized Human Genes: New Promises and Perils". Scientific American (İngilizce). 4 Aralık 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 21 Şubat 2019.
- Connor (25 Nisan 2014). "Scientific split - the human genome breakthrough dividing former colleagues". The Independent. 14 Şubat 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 11 Şubat 2016.
- "What is genome editing?". yourgenome.org (İngilizce). 14 Kasım 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Nisan 2018.
