Yeni platform, hastalıkla ilişkilendirilen DNA nokta mutasyonlarının en yaygın karşılaşılanlarını eski hâline getirme konusunda umut vadediyor.

Harvard Üniversitesi ve Broad Enstitüsü'nden bilimciler, yeni bir tür genom düzenleme aracı geliştirdi. Bu yeni "baz editörü", insan genomundaki tek harflik değişiklikleri doğrudan onarabiliyor. İnsanlarda rastlanan hastalıkla ilişkili nokta mutasyonların yaklaşık yarısı, bu tür tek harflik değişiklikler nedeniyle oluşuyor. Böyle mutasyonların neden olabildiği hastalıklara örnek olarak genetik körlük, orak hücre anemisi, metabolik düzensizlikler ve kistik fibroz verilebilir.

Prof. David Liu ile Dr. Nicole Gaudelli'nin liderliğini yaptıkları araştırma ekibi, çift sarmalı kesmeden, yüksek verimle ve neredeyse hiç istenmeyen yan ürün üretmeden, A•T (Adenin-Timin) DNA baz çiftini, G•C (Guanin-Sitozin) baz çiftine dönüştürebilen bir moleküler makine geliştirdi. Buluş, giderek genişleyen genom düzenleme araçları yelpazesine önemli bir katkı yapmış oldu. Nature dergisinde yayımlanan bir makalede tanımlanan sistemi geliştiren ekipte, Liu ve Gaudelli ile birlikte Dr. Alexis Komor, Dr. David Bryson ve doktora öğrencileri Holly Rees, Michael Packer ve Ahmed Badran yer aldı.

Adenin Baz Editörü (ABE) olarak adlandırılan yeni sistem, bir rehber RNA (İng. guide RNA) ve modifiye edilmiş CRISPR-Cas9 kullanarak, bir genomdaki belli bir baz çiftini hedeflemek üzere programlanabiliyor. Hedeflenen Adenin bazının atomlarını yeniden düzenleyerek Guanin bazına benzemesini sağlayan sistem, böylece diğer DNA ipliğini onararak, baz çifti dönüşümünü tamamlamaları için hücreleri kandırıyor ve böylece değişim kalıcı duruma geliyor. Sonuç olarak, A•T olan baz çifti, G•C hâline geliyor.

Sistem hem nokta mutasyonları düzeltmede diğer genom düzenleme tekniklerinden çok daha verimli, hem de algılanabilen neredeyse hiç yan etkiye (istenmeyen rastgele ekleme, silme, yer değiştime ya da baz değiştirme gibi durumlara) yol açmıyor. Sadece istenen değişimin gerçekleştirilmesi çok önemli; çünkü nokta mutasyonlarla ilişkilendirilen yaklaşık 32.000 ayrı hastalığın yarısı, G•C çiftinin A•T çiftine dönüşmesi sonucu oluşuyor.

Canlı hücrelerin genomlarındaki mutasyonları programlanabilir, geri alınabilir, verimli ve temiz bir şekilde düzeltebilen bir baz editörü geliştirdiklerini belirten Liu, ABE sistemi ile birlikte BE3 gibi başka baz düzenleme sistemlerinden de yararlanabildiklerini ekliyor. Böylece, "geçiş" mutasyonu olarak adlandırılan tüm mutasyonları (C'den T'ye, T'den C'ye, A'dan G'ye, G'den A'ya) düzeltebiliyorlar. Bu da, nokta mutasyonların neden olduğu hastalıklarına üçte ikisinin tedavi edilebileceği anlamına geliyor.

Yeni baz editörünün geliştirilmesi süreci, ekibin Adenin'i Inozin'e (DNA ve RNA sentezi sırasında Guanin'e benzer biçimde davranan bir nükleotit) dönüştürebilen yeni bir enzimin evrilmesi için verdikleri çaba ile başlamıştı. Gaudelli liderliğinde proje, sonuç olarak yedinci nesil ABE'lerin ortaya çıkmasını sağladı. "ABE'nin geliştirilmesi sırasında beni en çok zorlayan şey, ABE'nin hayalden gerçeğe dönüşüp dönüşemeyeceği konusundaki psikolojik yüktü; çünkü editörün kilit bileşeni doğada varolan bir şey değildi ve laboratuvarımızda evrilmesini sağlamamız gerekiyordu," diyor Gaudelli.