BASINDAN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

On yılda biyoloji kökten değişti, ama büyük değişim ikinci 10 yılda

Bilim Teknik 09.07.2010

İnsanın gen haritasının çözülüşünden bu yana on yıl geçti. Tıp bilimi bu gelişmeyle birlikte kişiye özel terapilerin geliştirilebileceğini umuyordu ama bu hedef henüz tutturulmuş değil. Bu süreçte biyolojinin kökten değiştiği bir gerçek. Nature dergisi insan kalıtımının çözülüşünün onuncu yılı nedeniyle “The Humane Genome at Ten” başlığı altında konuyla ilgili çok sayıda makale yayımladı.

 

“Yeni edinilen bilgilerle insanlık yepyeni terapi olanakları geliştirme şansını yakaladı. Gelişme, birçok hastalığın tanısı ve tedavisinde devrim yaratacak.” ABD Başkanı Bill Clinton 26 Haziran 2000 tarihinde, insan gen haritasının çözülmesini kutlamak üzere düzenlenen törende bu şekilde konuşmuştu.

Bilim alanında atılan bu önemli adım, aslında aynı zamanda diplomatik bir dönüm noktasıydı. Nitekim törende iki amansız rakibin barışması da kutlanıyordu. Genetiğin öncüsü Craig Venter ve firması Celera Genomics, Amerikan Enerji Bakanlığı ve Ulusal Sağlık Enstitüsü’nün (NIH) işbirliği ile yürütülen İnsan Genom Projesi İnsan Genom Projesi ile yayın hakları için savaşıyordu. Aynı zamanda ısmarlama terapiler ve kişisel korunma gibi gelişmelerin hayalleri kuruluyordu. Peki on yıl sonra hayalleri ne kadarı gerçekleşti?

 

NATURE’IN ANKETİ

Nature dergisinde yayımlanan ankete göre 1000 bilim insanından yüzde 69’u, insan genomunun çözülmüş olmasını, onları bilim yapmaya teşvik ettiğini ya da çalışmalarının yönünü etkilediğini söylemiş. Bilim insanlarının yüzde 90’ı, çalışmalarında verilerden yararlandıklarını, üçte biri bu verileri her gün kullandıklarını söylemiş.

Venter, insan genomunun çözülüşünü ilk açıklayanlardan biri olmakla birlikte, 2007 yılında kendi DNA’sını okutan ilk kişi olarak da bilim tarihine geçti. Nitekim ankete katılanların yüzde on üçü genetik yapısını analiz ettirmiş.

Yüzde yirmisi işlemlerin 1000 dolardan, yüzde 60’ı ise 100 dolardan daha ucuz olması halinde kalıtımını analiz ettireceğini söylemiş. Katılımcıların yüzde on yedisi ise üzerine para bile ödenecek olsa DNA’larını çözdürmeyeceklerini açıklamışlar. İnsan genomunun çözülüşünden en çok dizilim (sequencing) teknolojisi ve biyobilişim yararlanmış. En az fayda sağlayan ise klinik tıp.

 

VERİ ÇOKLUĞU SORUN YARATIYOR!

Eleştirmenler genetik biyolojide elde edilen verilerin hâlâ zor kaydedilebilir ve zor analiz edilebilir olduğundan yakınıyor. Mesela New York Times gazetesine konuşan bir şirket sözcüsü, yığınla veri var ama tek bir ilaç yok diyor.

Peki ankete katılan bilim insanları ne diyor? Yarısı kalıtım verilerini analiz edecek kadar gelişmiş yazılım programına sahip olmadıklarından, yeterli sayıda uzmanlaşmış biyobilişimcinin bulunmamasından ve dörtte biriyse işlemcilerin kötü olmasından yakınıyorlar. Belki de bu yanıtların ardında insan genom projesinin başlangıcından bu yana var olan düş kırıklıkları gizlidir. “Gerçi çok fazla veri var ama bunların birçoğunu hâlâ anlamıyoruz” diyor Amerikan Ulusal Biyoteknoloji Bilgileri Merkezi Müdürü David Lipman.

Araştırmacılar öte yandan kişiye özel tıbbın ne zaman gerçekleşeceği konusunda temkinli davranıyorlar. Ankete katılanların üçte birinden fazlası on ila yirmi yıl içinde, yüzde yirmi sekizi beş ila on yıl içinde gerçekleşeceğine inanırken, yüzde beşi bu gelişmeyi hiç göremeyeceğini söylemiş.

 

GENETİK HASTALIKLARI ÖNLEYEN TEKNOLOJİ

Geçen yıl Türkiye’den doktorlar, Yale Üniversitesi Tıp Fakültesi’den Richard Lifton’ın laboratuvarına kilo almakta sorun yaşayan ve vücudu su tutmayan bir bebeğin kan örneğini gönderdi. Doktorlar bebeğin böbreklerini etkileyen genetik bir hastalığı olmasından kuşkulanıyorlardı.

Lifton’ın ekibi 10 gün içinde çocuğun protein sentezinden sorumlu genlerinin dizilimini çıkarttılar. Ve sonucunda hastalığına yol açan gen mutasyonunu buldular. Aslında mutasyon, doğrudan böbrek sorunlarına neden olmaktan çok, bağırsakların tuz emilimini etkiliyordu. Bebek şanslıydı, çünkü bu teşhise bağlı olarak her gün verilen dengeli bir tuz ve glikoz eriyiği ile sorunları son bulmuştu. Bugüne dek tedavisi başarı ile sürdürülüyor.

Bu kadar hızlı bir teşhis birkaç yıl önce hayal bile edilemezdi. Bütün bunlar, İnsan Genom Projesi’nin bir sonucu olarak yeni geliştirilen teknolojiler sayesinde gerçekleşmişti. Çocuk büyüdüğü zaman eğer isterse, kendi çocuklarında bu hastalığın çıkmasını engelleyebilecek.

Şimdi tüp bebek uygulamasında, embriyo anneye yerleştirilmeden önce spesifik genetik mutasyonlar açısından genetik taramadan geçiriliyor ve hastalık bulunması durumunda uygulama sonlandırılıyor. Şimdi dünyada pek çok insan tehlikeli hastalıklarının çocuklarında görülmemesi için implant-öncesi genetik taramadan geçmeyi tercih ediyor.

Nilgün Özbaşaran Dede,

Reyhan Oksay

Kaynaklar: www.nature.com/nature , vol 464, issue no.7289, 1 Nisan 2010

New Scientist, 19 Haziran 2010

www.nationalgeographic.

İNSAN GENOM PROJESİ NE GETİRDİ?

İnsan Genom Projesi bilim dünyasına çok değerli katkılarda bulundu. Yalnızca Türkiye’deki hasta çocuk örneğinde olduğu gibi teşhis kolaylığı sağlamakla kalmadı, tıp biliminin gelişimini hızlandıran yeni kapılar açtı, hastalıklara bakış açısını temelden değiştirdi. Projenin başlıca katkıları şöyle sıralanabilir:

 

Demokratik veri paylaşımı

Amerikan Enerji Bakanlığı ve Ulusal Sağlık Enstitüsü’nün (NIH) işbirliği ile yürütülen İnsan Genom Projesi resmi olarak 1990 yılında başladı 2003 yılında sona erdi. Proje, bilimsel verilerin internette ücretsiz olarak paylaşımına olanak tanımak gibi çok önemli bir konuda öncülük yaptı.

Bu topluma açık araştırma modeli, keşiflerin eskisine göre hızlanmasına zemin hazırlıyor. NIH Başkanı Francis Collins, Nature’e yaptığı açıklamada şu örneği veriyor: “Sözgelimi kistik fibroz geni 1989 yılında benim laboratuvarında uzun yıllar süren ve yaklaşık 50 milyon dolara mal olan çabalar sonu bulundu.

Oysa şimdi bu proje sayesinde yeni mezun olmuş iyi bir öğrencimiz bu geni birkaç gün içinde bulabilir. Bunun için de bir genetikçinin gerek duyduğu şeyler, internet bağlantısı, ucuz kimyasal maddeler, termal döngü makinesi ve DNA’yı ışık sinyalleri ile okuyabilecek bir DNA sekans çözücüsüdür.”

İnsan göç yollarının tespiti

İnsan Genom Projesi, türümüzün tarihteki göç yollarının ve insanın kökeninin incelenmesinde çok yararlı yöntemleri bilim insanlarının kullanımına sunuyor. Oxford Üniversitesi’nden Mark McCarthy, “Ne kadar genç bir tür olduğumuzu, birbirimize ne kadar çok benzediğimizi bu teknolojinin yardımı ile anladık” diyor.

Genetik veriler büyük ölçüde arkeolojik ve dilbilimsel çalışmalardan elde edilen kuramları destekliyor. Sözgelimi modern insan popülasyonlarının atalarının Afrika kökenli olması fikri genetik olarak da kanıtlanmış durumda. Dahası “farklı insan popülasyonları birbiri ile ne kadar yakın ilişki içindeyse, genomları da giderek birbirine benzer” varsayımından hareketle, bilim insanları dünyaya yayılan insanların hangi yolları izlediğini tespit edebiliyorlar.

Hastalıkların kökenlerini izlemek

İnsan Genom Projesi daha sonra gerçekleştirilmiş olan HapMap Projesi’nin yolunu açtı. Bu projenin amacı tek nükleotid polimorfizm veya SNP (Single nucleotide polymorphism) denilen olguyu ortaya çıkartmaktı. SNP’ler, aynı türün mensupları arasındaki gen harflerinin farklılığıdır. DNA’nın yazılı dilinde dört harf veya nükleotid kullanılır. Bunlar A,T, C ve G’dir. HapMap, ortak SNP’lerin kataloğudur. Bir kromozom üzerinde birbirine yakın duran ve kalıtımla geçen SNP’lere “haplotip” denir.

SNP’ler insanların bazı hastalıklara yatkınlığını büyük ölçüde etkiler. Bu hastalıkların başında kanser, kalp hastalığı, diyabet geliyor.

“İnsan Genom Projesi’nin en önemli başarısı HapMap Projesi’nin yolunu açmasıdır” diye konuşan genetikçi Spencer Wells, “HapMap, genomun tümünde varolan genetik çeşitliliğin ne kadar sık görüldüğünü ortaya çıkartıyor. Bu verilerden yararlanarak hastalık ilişkisini genom düzeyinde incelemek mümkün” diyor. Bu önemli bir gelişme, çünkü bilim insanları hastalıkların birden fazla genin etkileşimi sonucu oluştuğunu bu şekilde anlamış bulunuyor.

Genetik yapımızda bulunan fazlalıklar (veya çöpler)

İnsan Genom Projesi’nden önce bazı bilim insanları, binlerce geni oluşturmak için üç milyara yakın DNA harfi olduğunu tahmin ediyorlardı. Kaliforniya Üniversitesi’nden biyolog Christopher Wills, “Bu miktar ilk başlarda bizlere makul geliyordu, çünkü insan o kadar büyük ve karmaşık bir yapıya sahipti ki. Ne var ki Genom Projesi ile umduğumuzun altında bir gen sayısına sahip olduğumuz –yaklaşık 20.000-25.000 arası- anlaşıldı. Bu da her bir genin birden çok işlevi olduğu anlamına geliyor” diyor.

Her bir gen başına sınırlı sayıda DNA harfi düştüğü için, yeni ve daha düşük gen sayımı, DNA’larımızın %98.5’inin genlerle bir ilişkisinin olmadığını yani, fazlalık DNA’sı olduğu anlamına geliyor. Son yıllarda fazlalık DNA’larında birkaç gen bulunduğu da anlaşıldı. NIH Başkanı Collins, “Fazlalık DNA’ların da işlevlerinin olduğu artık biliniyor” diyor.

Genetik araştırmaların hız kazanması

Harvard Üniversitesi’nde “Kişisel Genom Projesi”ni yürüten George Church, Human Genom Projesi’nin gen çözümünde daha yeni, daha hızlı ve daha ucuz yöntemlerin ortaya çıkmasına yol açtığını söylüyor: “İnsan Genom Projesi yapbozlara benziyor. Kutunun kapağındaki nihai resmi görürseniz, parçaları nereye yerleştireceğinizi bulabilirsiniz.”

GELECEK 10 YILDA NELER OLACAK?

Genetikçiler, yakın gelecekte insan genlerinin gizlerinin büyük bir kısmının gün ışığına çıkacağını, kişiye özel tedavilerin uygulanabilir olacağını düşünüyor.

 

Genetikçiler, yakın gelecekte insan genlerinin gizlerinin büyük bir kısmının gün ışığına çıkacağını, kişiye özel tedavilerin uygulanabilir olacağını düşünüyor.

 

Bizleri neyin Homo Sapien yaptığı anlaşılacak

Bilim insanları gelecekte genomlarımızı en yakın evrimsel kuzenlerimiz olan şempanze ve Neanderthal ile karşılaştırabilecek. Böylece bizleri hangi genlerin Homo Sapien haline getirdiğini anlayabileceğiz.

Collins, Neanderthal genlerinin kısmen çözülmüş olmasını bu hedefe yönelik çok büyük bir gelişme olarak değerlendiriyor.

 

Gen terapi ile hastalıklar tedavi edilecek

Hatalı genlerin yerine normal genleri yerleştirmek olarak tanımlanabilecek gen terapi, Wills’e göre gelecek 10 yıl içinde sisteme girebilecek. Wills, en önemli sorunun genlerin hücreye nasıl taşınacağı ile ilgili olduğunu söylüyor. Bunun tehlikeli sonuçlar doğurabileceğine dikkat çeken Wills, çok kısa zamanda bunun gerçekleşeceği görüşünde.

 

“Gen”in anlamı değişecek

Gen’in geleneksel anlamı DNA’nın spesifik bir proteini kodlayan kısmıdır. Ancak son yıllarda fazlalık veya çöp DNA denilen kısmın da, protein üretmemekle birlikte önemli bir işlevi olduğu ortaya çıktı. Nobel Ödülü’ne layık görülen çalışmada RNAi veya RNA arayüzü denilen molekül tipinin genlerin işlevselliğini büyük ölçüde etkilediği anlaşıldı.

 

Kişisel genom taramasının maliyeti giderek düşecek

Uzmanlara göre teknolojinin gelişimine paralel olarak beş yıl içinde insanlar, genomlarını yaklaşık bin dolara tarattırabilecek. Daha sonra bu bedelin 100 dolar civarına düşmesi bekleniyor. Collins’e göre herkesin genom taramasının sağlık dosyasının içine rutin bir uygulama olarak gireceği günler çok yakın. Collins, bu bilgilere dayanarak herkese farklı tedavilerin uygulanacağını, ilaçların kişiye göre tasarlanacağını umut ediyor.

 

Kişinin bedensel ve ruhsal gelişimiyle ilgili tahminler yapılabilecek

Bilim insanları, genomların içerdiği bilgileri daha iyi anladıkça, genlerin insanların fiziksel ve zihinsel gelişimlerine ilişkin daha sağlıklı tahminlerde bulunabilecekl. Uzak gelecekte yalnızca genomuna bakarak, bir çocuğun nasıl bir yetişkin olacağı konusunda fikir edinilebilecek.