NCBI Veritabanı ve Kullanımı :

Not : Bu bilgilendirme yazısı “Biyoinformatik Dünyası”ndan alınmıştır.

NCBI

Bir önceki yazımızda bahsetmiş olduğumuz veri tabanlarından biri olan NCBI(National Center for Biotechnology Information), hesaplama biyolojisinde araştırma yapan, genom verilerini analiz etmek için yazılım araçları geliştiren ve biyomedikal bilgiyi yayan, NLM(National Library of Medicine)’nin alt birimidir. 1988 yılında ABD’ de kurulmuştur.

NCBI, matematiksel ve bilişimsel yöntemler kullanarak, moleküler seviyede temel biyomedikal alanlardaki problemler üzerine araştırmalar için rehberlik yapar.  Makale, gen, protein, nükleotid gibi farklı veri tabanları içerir. Bu veri tabanları sayesinde, literatür tarama, sekans araştırması yapma, farklı organizmalara ait genetik bilgiyi araştırma vb. bir çok alanda araştırmacılara kaynak sağlar.

Öne çıkan popüler kaynaklar şöyledir;

PubMed: MEDLINE (Medical Literature, Analysis, and Retrieval System Online)’ da 24 milyondan fazla alıntıya erişim sağlayan National Library of Medicine (NLM) ve diğer ilgili veri tabanlarına çevrimiçi dergilerin katılımı ile birlikte bağlantı sağlayan arama servisidir. Ücretsiz bir kaynaktır. Bir makalenin tamamı- yazarlar tarafından sağlanılması durumunda- ücretsiz olarak görüntülenebilir.

Entrez: Bilimsel literatürü, DNA ve protein sekans veri tabanlarını, üç boyutlu protein yapı verilerini, nüfus çalışma veri kümelerini ve tam genomları sisteme entegre eder. PubMed Entrez’in literatür bileşenidir.

BLAST: BLAST (Basic Local Alignment Search Tool), NCBI’ ın nükleotid ve protein veri tabanlarının analizini desteklemek için tasarlanmış, sekans benzerliğini araştırmak için kullanılan araçtır. BLAST, sorgunun protein mi yoksa DNA mı olduğuna bakılmaksızın, kullanılabilir tüm dizi veri tabanlarını incelemek için tasarlanmış bir programdır. (Yazımızın ilerleyen kısımlarında BLAST ile ilgili daha detaylı bilgi vereceğiz.)

OMIM: Online Mendelian Inheritance in Man(OMIM) insan genlerini ve genetik bozukluklarını içeren bir katalogdur. Veri tabanı ayrıntılı referans bilgilerini içermektedir. Ayrıca, PubMed makalelerindeki sekans bilgilerini de içerir. Sürekli güncellenen bir veri tabanına sahiptir.  Bilinen tüm kalıtsal hastalıklarla ve 15,000 den fazla genle ilgili bilgi içerir.

NCBI, yaklaşık 200 kitabı çevrimiçi olarak sunmaktadır. Bu kitaplar aranabilir ve PubMed ile bağlantılıdır.

NCBI taksonomi sitesi, canlı organizmalar için bir taksonomi tarayıcısı içerir. Site, genetik kodlar ve taksonomi kaynakları gibi taksonomi bilgilerini ve soyu tükenmiş organizmalar üzerindeki moleküler veriler ve sınıflandırma şemalarındaki son değişiklikler gibi ek bilgileri içermektedir. Taksonomi Veri Tabanı, sekans veri tabanlarındaki tüm organizmalar için düzenlenmiş bir sınıflandırmadır. Şu anda gezegende açıklanan yaşam türlerinin yaklaşık% 10’unu temsil etmektedir.

NCBI yapı alanı, moleküler modelleme veri tabanı (MMDB), makro moleküler üç boyutlu yapıların veri tabanı ve bunların görselleştirilmesi ve karşılaştırmalı analizi için araçlar içerir. MMDB, Protein Data Bank’tan (PDB) elde edilen deneysel olarak belirlenmiş biyopolimer yapıları içerir. NCBI’ daki yapı kaynakları arasında, PDBeast, Cn3D (üç boyutlu bir yapı görüntüleyici) ve yapıların karşılaştırılmasına izin veren bir vektör hizalama arama aracı (VAST) yer alır.

BLAST ( BASIC LOCAL ALIGNMENT SEARCH TOOL) 

Yazımızın bu bölümünde BLAST ve kullanım alanlarından bahsetmeye çalışacağız.

Öncelikle elinizde bir protein veya DNA dizisi varsa ve bunların diğer dizilerle veya proteinlerle olan benzerliklerini bulmak istiyorsanız BLAST tam da aradığınız araç diyebiliriz. BLAST NCBI’ın veri tabanı dahilinde diziler ve proteinler arasında -ya da sadece bir kelimeyle bile (mouse serine ve protease gibi) arama yaptığınızda-  benzerlikleri saniyeler içerisinde bulmanızı sağlayan programdır.

Peki benzerlik derken neyi kastediyoruz ve bizim için neden önemli? Benzer diziler genellikle aynı atadan kalma dizileri taşırlar dolayısıyla benzer biyolojik fonksiyonu ve yapıyı paylaşırlar. Buna ek olarak benzelikte de nitelendirmeler yapılmış şöyle ki: eğer elinizdeki iki protein veya gen dizisi birbirine ‘çok fazla’ benziyorsa yani aynı atadan benzer yapıya ve fonksiyonlara sahiplerse  bunlara ‘’homolog’’ deniliyor. ‘Çok fazla benzer’ kriterine gelirsek burada bir takım gerekliliklerden bahsedeceğiz. Diyelim ki elinizde 100 aminoasit (bu nükleotit de olabilir) uzunluğunda bir diziniz var. Kurala göre bu proteinin homolog olması için %25’lik benzerlik oranının sağlanmış olması gerekiyor. DNA için ise bu değer en az %70 olmalı. Eğer değeriniz belirtilenlerden düşük çıkarsa yani %25’in altında bir değer elde ettiysek o zaman Twilight Zone dediğimiz durum söz konusu oluyor. Söz konusu durumda gözlemlediğimiz benzerliği yorumlarken yanılabiliriz. Örnek verecek olursak; varsayalım ki %15 benzerlik değerine sahip proteinlerin  3D yapısı tamamen aynı olabildiği gibi, %20 benzerlik oranına sahip proteinlerin yapılarının tamamen farklı olması gibi durumlarla karşı karşıya kalabiliriz.  İkinci bir durum da homolog veya homolog olmadığı hakkında da bir varsayımda bulunamayız. Homolog olma durumu da kendi içerisinde iki ayrı başlıkta inceleniyor bunlardan çok kısa bahsedecek olursak paralog ve ortolog kavramları karşımıza çıkıyor. Eğer homolog olan dizi farklı atadan gelip aynı işlevi görüyorsa ortolog olarak tanımlanıyor. Örnek olarak insanda ve ratta bulunan miyoglobin geninden bahsedelim. Miyoglobin kas dokusunda bulunur, oksijenin kanda taşınmasından sorumludur ve insanda da ratta da bu işlevde çalışır. Paralog da ise ortak atadan gelen genin farklı fonksiyonlarda çalışması durumudur. Örnek olarak (human) alpha-1 globin(NP_000508)  ve (human) alpha-2 globin (NP_000549)  %100  aynı amino asit dizilimine sahiptir fakat insan da ikisi de farklı fonksiyonlarda görev yapmaktadırlar. Peki, elimizde benzer özelliklerini bulmak istediğimiz dizi için aynı fonksiyonları mı kullanıyoruz diye sorarsanız cevabımız ‘hayır’. BLAST burada kendi içinde veri tabanlarını ayırarak bize kolaylık sağlıyor. BLAST içerisinde bulunan veri tabanları şöyledir; 

Devamını incelemek ve kaynak için :

NCBI ve BLAST ‘ a Giriş (biyoinformatikdunyasi.blogspot.com)

Basit bir kan testi 30 yıl sonraki riski belirleyebilir…

ABD’de yapılan yeni bir araştırmaya göre, kadınlarda olası kalp hastalıkları kan testiyle erkenden belirlenebilir. (Sabah)

Londra’daki Avrupa Kardiyoloji Topluluğu toplantısında sunulan çalışmaya göre, erken yaşlarda kötü kolesterol değeri olan LDL-C’si yüksek olan kadınlarda 30 yıl sonra kalp hastalığına yakalanma olasılığı yüzde 36 daha fazla.

Uzmanlar, bu üç değeri yüksek olan yetişkinlerin erken yaşlarda spor yapmasının ve sigarayı bırakmasının da yaşam sürelerini uzatma konusunda önemli olduğunu kaydetti.

Boston Kadın Hastanesi’nden Dr. Paul Ridker, “Bu hem hastalar hem de kolesterol düşürücü ilaçlar üreten ilaç şirketleri için çok iyi” dedi.

Kaynak ve devamını incelemen için :Basit bir kan testi 30 yıl sonraki riski belirleyebilir – Sağlık Haberleri – Sayfa 4 (cnnturk.com)

Genetiği değiştirilmiş ilk domuz böbreğinin nakledildiği insan hayatını kaybetti..


Geçtiğimiz mart ayında Massachusetts General Hospital’da bir ilke imza atılarak genetiği değiştirilmiş ilk domuz böbreği insana nakledilmiş. Bu hasta kısa süre önce hayatını kaybetti.

Kronik böbrek hastalığının en yaygın nedenleri olan tip 2 diyabet ve yüksek tansiyonu bulunan 62 yaşındaki Richard Slayman’e geçtiğimiz mart ayında Massachusetts General Hospital‘da bir ilke imza atılarak genetiği değiştirilmiş domuz böbreği nakledilmişti. Operasyonun ilerleyen haftalarda hastanın durumunun iyi olduğu da açıklanmıştı. Ancak kısa bir süre önce Slayman’in hayatını kaybettiği duyuruldu.

Ölümün sebebi şimdilik belirsiz

Genetiği değiştirilmiş domuz böbreği nakledilen ilk kişi olan Richard Slayman, ameliyattan iki ay sonra hayatını kaybetti. Massachusetts General Hospital tarafından yapılan açıklamaya göre hastanın ölümüne genetiği değiştirilmiş domuz böbreğinin neden olup olmadığına dair bir bulgu tespit edilmedi. Açıklamada, “Mass General organ nakli ekibi Rick Slayman’ın ani vefatından derin üzüntü duymaktadır. Bunun yakın zamanda gerçekleştirilen naklin bir sonucu olduğuna dair elimizde hiçbir belirti yok” dendi. Bununla birlikte doktorlar, bu böbreğin en az iki yıl dayanacağını öngörmüştü. Daha fazla detay için aşağıdaki haberimizi okuyabilirsiniz:Kronik böbrek hastalığının en yaygın nedenleri olan tip 2 diyabet ve yüksek tansiyonu bulunan 62 yaşındaki Richard Slayman’e geçtiğimiz mart ayında Massachusetts General Hospital‘da bir ilke imza atılarak genetiği değiştirilmiş domuz böbreği nakledilmişti. Operasyonun ilerleyen haftalarda hastanın durumunun iyi olduğu da açıklanmıştı. Ancak kısa bir süre önce Slayman’in hayatını kaybettiği duyuruldu.

Ölümün sebebi şimdilik belirsiz

Genetiği değiştirilmiş domuz böbreği nakledilen ilk kişi olan Richard Slayman, ameliyattan iki ay sonra hayatını kaybetti. Massachusetts General Hospital tarafından yapılan açıklamaya göre hastanın ölümüne genetiği değiştirilmiş domuz böbreğinin neden olup olmadığına dair bir bulgu tespit edilmedi. Açıklamada, “Mass General organ nakli ekibi Rick Slayman’ın ani vefatından derin üzüntü duymaktadır. Bunun yakın zamanda gerçekleştirilen naklin bir sonucu olduğuna dair elimizde hiçbir belirti yok” dendi. Bununla birlikte doktorlar, bu böbreğin en az iki yıl dayanacağını öngörmüştü. Daha fazla detay için aşağıdaki haberimizi okuyabilirsiniz:

Slayman, daha önce yedi yıl boyunca diyalize girdikten sonra Aralık 2018’de kadavra bir insan donörden böbrek nakli almıştı. Bu böbrekle beş yıl yaşayan Slayman, geçtiğimiz yılın mayıs ayında tekrar diyalize başlamıştı. Ancak hastanın iki haftada bir hastaneye gitmesi gerekiyordu.

Hayvan hücre, doku ya da başka türlerin organlarının, nakil bağışı bekleyen insanlara nakledilmesi olarak bilinen “ksenotransplantasyon” tedavisi bir süredir deneniyor. Ancak bu denemelerde uzun süreli başarılara henüz ulaşılamadı.

Daha önceki haber için : Genetiği Değiştirilmiş Domuz Böbreği İlk Defa Bir İnsana Nakledildi (molgen63.org.tr)

Kaynak ve devamını incelemen için : Domuz böbreği nakledilen ilk insan hayatını kaybetti | DonanımHaber (donanimhaber.com)

Yapay zeka 30’dan fazla kanser ilacı geliştirdi: İşte detaylar >

Yapay zekanın kanser tedavisinde umut ışığı olabileceğini gösteren bir çalışmaya imza atıldı. Bilim insanları yeni bir yapay zeka algoritmasıyla 32 potansiyel çok hedefli kanser ilacı sentezledi.

Bilim insanları, kanserle mücadelede önemli bir adım attı. Araştırmacılar ilaç geliştirmenin ilk aşamalarındaki en karmaşık kimyasal süreçleri modelleyebilen bir yapay zeka algoritması geliştirdi. Söz konusu süreç normalde binlerce ayrı deney içeriyor, ancak artık araştırmacıların elinde bu çalışmaları optimize edecek yeni bir araç var.

Yeni teknoloji, bilim insanlarının ilaç bulmak, geliştirmek ve iyileştirmek için yapay zekayı kullanmaya yönelik aktif araştırma çalışmalarının bir parçası olarak tanımlanıyor. POLYGON adı verilen bu yapay zeka algoritması, San Diego’daki Kaliforniya Üniversitesi araştırmacıları tarafından geliştirildi.

POLYGON platformunun en benzersiz özelliği birden fazla hedefe sahip molekülleri tanımlayabilmesi. Mevcut yöntemler tek hedef üzerine odaklanırken, doktorlar ve bilim insanları çok hedefli ilaçlara daha büyük ilgi duyuyor. Çünkü bunlar kanser tedavisinde birkaç farklı ilacın birlikte kullanıldığı kombine tedaviyle aynı faydaları sağlama potansiyeline sahip ve daha az yan etki gösteriyor.

32 potansiyel çok hedefli kanser ilacı sentezlendi

Çalışmanın yazarı Trey Ideker konuyu şöyle açıklıyor: “Yeni bir ilaç bulmak ve geliştirmek için uzun yıllar ve milyonlarca dolar gerekir, özellikle de birden fazla hedefi olan bir ilaçtan bahsediyorsak. Elimizdeki nadir birkaç çok hedefli ilaç büyük ölçüde şans eseri keşfedildi, ancak bu yeni teknoloji tesadüfleri denklemden çıkarmaya ve yeni nesil hassas tıbbı başlatmaya yardımcı olabilir.”

POLYGON, milyonlarca biyoaktif molekülün kimyasal özellikleri ve hedef proteinlerle etkileşimleri hakkında bilgi içeren bir veri kümesi üzerinde eğitildi. Bu sayede yeni aday ilaçlar için orijinal kimyasal formüller üretebiliyor. Bunu yapmak için, bilim insanlarının yapay zekaya gelecekteki ilacın hedef proteinlerle nasıl etkileşime girmesi gerektiğini söylemeleri yeterli.

Sonuç olarak, MEK1 ve mTOR hücresel sinyal proteinleriyle mükemmel etkileşim gösteren 32 aday kanser ilacı oluşturuldu. Bu da tek başına her birini baskılamak yeterli olmasa bile ikisini birlikte baskılamanın kanser hücrelerini öldürmek için yeterli olduğu anlamına geliyor. Şu anda bilim insanları aday ilaçların özelliklerini test etmeye devam ediyor ve yenilerini arıyor.

Görünüşe bakılırsa artık hayatımızın her alanına dahil olmaya başlayan yapay zeka özellikle tıp dünyasında çığır açabilecek ilerlemelere ön ayak olacak. Kaliforniya Üniversitesi tarafından kaydedilen bu ilerleme, ilaç geliştirme sürecini hızlandırarak kanser ve diğer amansız hastalıklarla savaşta daha etkili tedaviler geliştirilmesine yardımcı olabilir.

Kaynak ve devamını incelemen için : Yapay zeka 30’dan fazla kanser ilacı geliştirdi: İşte detaylar | DonanımHaber (donanimhaber.com)

Bağırsaklara zarar vermeyen akıllı antibiyotik geliştirildi.

Bilim insanları bağırsak mikrobiyomunu bozmadan sadece patojenik gram-negatif bakterileri öldüren bir antibiyotik geliştirdi. Lolamicin adlı bileşik 130’dan fazla bakteri türüne karşı etki gösteriyor.

İsviçre’deki Basel Üniversitesi’nden araştırmacılar, dirençli bakteriler de dahil olmak üzere sadece patojenik bakterileri hedef alabilen bir antibiyotik geliştirdi. Bağırsak mikrobiyotasına zarar vermeyen bu antibiyotik, tüm bakteriyi yok etmek yerine yalnızca belirli bir protein grubuna etki ediyor.

Bilim insanları yeni ilacı sepsis vakasında kullandı. Tedavi edilen farelerde %100 hayatta kalma oranı sağlandığı belirtiliyor. Lolamicin olarak adlandırılan bu antibiyotiğin benzersiz özelliği, yalnızca Gram-negatif bakterileri öldürmesi. Bildiğiniz üzere bu zararlı bakteriler salmonella, kolera ve sepsis gibi birçok ciddi hastalığa neden oluyor.

Günümüzde kullanılan mevcut tedavi seçenekleri, Gram-negatif bakterilere karşı etkili olsa da bu ilaçlar aynı zamanda yararlı bakteri popülasyonlarını da yok etmekte. Bu da Clostridioides difficile gibi potansiyel olarak ölümcül patojenlerin bağırsakta kolonize olmasına neden olabiliyor. Akıllı antibiyotiğin ayırt edici yanı bağırsak florasını koruma yeteneği.

Lol protein grubunu hedefliyor

Bilim insanları, bakterilerin savunma mekanizmalarını aşmak için sadece Gram-negatif bakterilerde bulunan Lol protein grubunu yok edebilecek bileşikler aramaya başladı. Bunun sonucunda geliştirilen Lolamicin, çoklu ilaç direncine sahip 130’dan fazla bakteri türüne karşı antimikrobiyal etki gösterdi.

Klinik öncesi çalışmaların büyük bir aşaması halen devam ederken, ilacın insanlarda da aynı derecede etkili olup olmadığını belirlemek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç var. Son on yılda, Gram-negatif bakterilere karşı on ila yirmi antibiyotik geliştirildi. Ancak bunların hiçbiri klinik uygulamada kullanılmak üzere ABD Gıda ve İlaç Dairesi’nden (FDA) onay alamadı.

Kaynak ve devamını incelemen için : Bağırsaklara zarar vermeyen akıllı antibiyotik geliştirildi | DonanımHaber (donanimhaber.com)

Yapay zeka, prostat kanserini tespit etmede doktorlardan daha başarılı..

Yapılan yeni bir araştırmaya göre yapay zeka, MR taramalarında prostat kanserini tespit etmede doktorlardan daha isabetli sonuçlar veriyor.                      

Dünyanın en prestijli tıbbi dergilerinden biri olan Lancet‘ta yayınlanan bir çalışmaya göre yapay zeka, MR taramalarında prostat kanserini radyologlardan daha doğru tespit ediyor.

Gereksiz biyopsi sayısı azalacak

Yüksek prostat kanseri riski taşıyan erkeklerin artık MR taramasından geçmeleri önerildiğinden, radyologların iş yükü artmış durumda. Zira birçok ülkede deneyimli doktor sıkıntısı yaşanıyor ve yapay zeka bu sorunu çözebilir.

Yapay zeka, prostat kanserini tespit etmede doktorlardan daha iyi
Yeni çalışmada, araştırmacılar yapay zeka ve 20 ülkeden 62 doktorun doğruluğunu karşılaştırdı. Ortalama olarak, MR çekilen hastalar beş yıl boyunca takip edildi. Yapay zeka neredeyse yüzde 7 daha fazla kanser vakası tespit etti. Ayrıca yanlış pozitif sonuç verme olasılığı da yüzde 50 daha azdı. Öte yandan bu gelişme birçok erkeğin gereksiz prostat biyopsisinden kaçınmasını da sağlayacak.

Kaynak ve devamını okuman için : Yapay zeka, prostat kanserini tespit etmede doktorlardan daha iyi | DonanımHaber (donanimhaber.com)

Şok dalgalarıyla kalp hücrelerini aktive edip yeni damarlar oluşturmak artık mümkün..


Yakın zamanlı bir araştırma ile açık kalp ameliyatı sırasında insanlara şok dalgası verilmesinin kalp hücrelerini yenileyip yeni damarlar oluşturduğunu ortaya çıkardı. İşte detaylar:

Kalbi besleyen damarların tıkanması sonucu bypass ameliyatının yapılması gerekebilir. Yeni bir araştırma ise hafif şok dalgalarının baypas ameliyatından sonra hastaların kalp dokusunu yenileyebileceğini ortaya çıkardı.

Uzay saç kurutma makinesi ismi verilen bu şok cihazı, kalp dokusunu yeniliyor

Araştırmacılar, çığır açan bu çalışmada, kalp hücrelerini yeniden aktive etmek ve hastaların ameliyat sonrası yaşamlarını iyileştirmek için şok dalgalarından yararlandı. Şok dalgaları, belirli bir etki elde etmek için ayarlanmış özel ses basıncı dalgalarıdır. Tıpta böbrek taşlarını parçalamaktan hasarlı tendonların iyileşmesine yardımcı olmaya kadar birçok tedavi yönteminde kullanılmakta. 

Avusturya’nın Innsbruck Tıp Üniversitesi’nde yapılan bir çalışmada araştırmacılar, el tipi bir cihazdan gelen şok dalgalarını, hücresel yüzeylerden vezikül adı verilen yapıları patlatacak şekilde ayarlayabildiler. Açık kalp bypass ameliyatı sırasında uygulandığında işlem sonrası TLR-3 adı verilen bir bağışıklık sistemi reseptörünün aktive oldu. 

Şok dalgalarıyla kalp hücreleri yenilenip yeni damarlar oluşuyor
Çalışma sırasında etkilerin, bir yandan bağ dokusu hücrelerinin damar duvarı hücrelerine dönüşmesine, diğer yandan da yeni kan damarlarının oluşmasına yol açtığı gözlemlendi. Bu, kronik olarak yetersiz beslenen kalp kasına yeni kan damarlarının filizlendiği anlamına gelmekte. Başka bir deyişle, teknik yalnızca yeni kan damarlarının oluşmasına yardımcı olmakla kalmadı, aynı zamanda kalp krizi sırasında uykuda kalan kalp kası hücrelerini de yeniden etkinleştirerek kalbin belirli bölgelerini kandan yoksun bıraktı.

Araştırmayı yürütürken araştırmacılar 63 hastayı iki gruba ayırdı. Bunlardan ilki standart bypass operasyonu geçiren, diğeri ise şok dalgaları eklenerek aynı ameliyatı geçiren grup şeklindeydi. Şok dalgası tedavisinin yenileyici etkileri sayesinde, ameliyatları sırasında yaklaşık 10 dakikalık tedavi görenler, tedaviyi almayanlara göre çok daha güçlü bir şekilde iyileşti.

Araştırmacılar, kalp yetmezliği hastalarının üçte birinden fazlasının tedaviden fayda göreceğini söylüyor. Son olarak ekip, uzay saç kurutma makinesi olarak adlandırdığı şok dalgalarını yayan cihazı geliştirmek için Heart Rejenerasyon Teknolojileri adında bir yan şirket geliştirdiler ve cihazın 2025’te piyasaya sürülmesi bekleniyor.

Kaynak ve devamını incelemen için : Şok dalgalarıyla kalp hücreleri yenilenip yeni damarlar oluşuyor | DonanımHaber (donanimhaber.com)

CRISPR tarih oluyor: SeekRNA ile gen düzenlemede yeni bir devrim yaşanıyor..

Araştırmacılar genetik dizilerin bir standart haline gelen CRISPR’dan daha yüksek bir doğrulukla ve daha esnek bir şekilde düzenlenmesini sağlayan SeekRNA’yı geliştirdi.

Gen düzenleme teknolojileri uzunca bir süredir hayatımızda bulunuyor. Özellikle CRISPR’ın gelişiyle birlikte bu alandaki gelişmeler de hızlanmış vaziyette. Ancak Sydney Üniversitesi’nden araştırmacılar seekRNA adı verilen bir teknolojiyle CRISPR’ın ötesinde daha doğru ve esnek gen düzenlemesini mümkün kıldı. Yeni teknolojinin tarım, tıp ve biyoteknoloji genetik mühendisliğinde bir devrim yaratma potansiyeli bulunuyor.

CRISPR nedir, nasıl çalışır ve eksikleri nelerdir?

SeekRNA’ya geçmeden önce ilk olarak CRISPR’dan bahsedelim. CRISPR, gıda üretimini artırmak ve hastalıkları tedavi etmek için geliştirilmiş bir gen düzenleme tekniği olarak tanımlanabilir. Bu teknoloji, bilim insanlarının genleri hedeflemesine, düzenlemesine, değiştirmesine ve genomun herhangi bir bölgesine herhangi bir enzim veya protein yerleştirmesine olanak tanıyor.

CRISPR, hedef DNA’nın her iki ipliğinde de bir kırılma yaratarak çalışıyor. Ayrıca yeni bir DNA dizisi yerleştirmek için diğer proteinlere veya DNA onarım mekanizmasına da ihtiyaç duyar. Böyle bir süreç hatalara yol açmaya daha açıktır.

CRISPR on yıldan uzun bir süre önce geliştirildiğinden beri tamamen yeni araştırma alanları açarak biyoteknolojide adeta yeni bir dönem başlattı. İnsan hastalıklarını tespit etmenin maliyetini ve araştırmalar için gereken süreyi azalttı. Meyvelerde ve mahsullerde hastalık direncini artırdı, CAR T-hücre tedavisinin geliştirilmesini sağladı ve orak hücre hastalığına bir tedavi bulmak için kullanıldı.

SeekRNA ile daha doğru ve esnek gen düzenleme geliyor

SeekRNA: Yeni gen düzenleme teknolojisi CRISPR’ı geride bırakıyor
Sydney Üniversitesi’nde, Dr. Sandro Ataide liderliğindeki bir araştırma ekibi, daha doğru gen düzenleme için bir yol sunabilecek yeni bir teknoloji olan seekRNA‘yı geliştirdi. Çalışmalarının ayrıntıları Nature Communications’da yayınlanırken yeni teknik, genetik dizileri yerleştirmek için bölgeleri doğrudan belirleyebilen programlanabilir bir ribonükleik asit (RNA) ipliği kullanıyor. Bu süreç gen düzenlemesini basitleştirmeye ve dizileme hatalarını azaltmaya yardımcı oluyor. Dolayısıyla seekRNA, CRISPR gen düzenleme teknolojisinin halihazırda gösterdiği genetik mühendisliği potansiyelini hızlandırmayı vaat ediyor.

Sydney Üniversitesi’nde, Dr. Sandro Ataide liderliğindeki bir araştırma ekibi, daha doğru gen düzenleme için bir yol sunabilecek yeni bir teknoloji olan seekRNA‘yı geliştirdi. Çalışmalarının ayrıntıları Nature Communications’da yayınlanırken yeni teknik, genetik dizileri yerleştirmek için bölgeleri doğrudan belirleyebilen programlanabilir bir ribonükleik asit (RNA) ipliği kullanıyor. Bu süreç gen düzenlemesini basitleştirmeye ve dizileme hatalarını azaltmaya yardımcı oluyor. Dolayısıyla seekRNA, CRISPR gen düzenleme teknolojisinin halihazırda gösterdiği genetik mühendisliği potansiyelini hızlandırmayı vaat ediyor.

Dr. Sandro Ataide yaptığı açıklamada “Bu teknolojinin potansiyeli bizi son derece heyecanlandırıyor. SeekRNA’nın hassas ve esnek bir şekilde hedef seçimi yapabilmesi, mevcut teknolojilerin sınırlarını aşarak yeni bir genetik mühendisliği çağına zemin hazırlıyor” diyerek yeni teknolojinin önemine vurgu yapıyor.

İki teknoloji arasındaki farkı daha kolay anlamak için aşina olduğunum kes-yapıştır araçlarıyla bir analoji yapılabilir. CRISPR ile bir dosyayı kesip yapıştırmak için bazı ekstra bileşenlere ihtiyaç duyuluyor. SeekRNA da ise tamamıyla bağımsız bir kes yapıştır aracı ile dosyayı istediğiniz yere aktarabiliyorsunuz.

İlk testler başarılı

SeekRNA: Yeni gen düzenleme teknolojisi CRISPR’ı geride bırakıyor
Bununla birlikte seekRNA, bakteri ve arkelerde (çekirdeği olmayan hücreler) keşfedilen IS1111 ve IS110 olarak bilinen doğal olarak oluşan bir ekleme dizisi ailesinden türetildi. Bu sayede yüksek hedef ve doğruluk özgüllüğü elde edildi. Bu ekleme dizisi ailesinin doğruluğunu kullanarak, seekRNA herhangi bir genomik diziye modifiye edilebilir ve yeni DNA’yı kesin bir oryantasyonda yerleştirebilir.

SeekRNA’yı diğer teknolojilerden farklı kılan bir başka özellik de DNA dizilerini hedef konuma kendi başına yerleştirebilmesi. Bu, şu anda bulunan birçok düzenleme aracıyla yapılamıyor. SeekRNA, sunduğu bu avantajlar ile CRISPR teknolojisinin sınırlamalarını aşarak genetik mühendisliğinde devrim yaratabilir.

Araştırmacılar seekRNA’yı bakterilerde başarıyla test ettiklerini de söylüyor. Bilim insanlarının bir sonraki adımı ise teknolojinin insanlarda bulunan daha karmaşık ökaryotik hücrelere uyarlanıp uyarlanamayacağını araştırmak olacak.

Kaynak ve devamını okuman için : SeekRNA: Yeni gen düzenleme teknolojisi CRISPR’ı geride bırakıyor | DonanımHaber (donanimhaber.com)

Gen düzenleme yoluyla kanser hücreleri kendi kendilerini yok ediyor.

Bilimsel gelişmelere rağmen kanser, tedavisi zor olmaya devam eden bir hastalık. Ancak şimdi kanser hücrelerini intihara sürükleyen ve onları birbirlerine karşı savaştıran bir yol geliştirildi.

Kanseri tedavi etmek çoğu açıdan körebe oyununa benzeyebiliyor. Hastalık tedaviye dirençli hale gelebiliyor ve klinisyenler ne zaman, nerede ve hangi direncin ortaya çıkacağını asla bilemiyor. Bu da sürecin temel zorlukları arasında yer alıyor. Ancak şimdi Penn State araştırmacıları, kanser hücrelerini bir “Truva atına” dönüştüren yeni bir yol geliştirdi.

Kanser tedavisinde yeni yöntem

Bilim insanları kanser hücrelerini Truva atına dönüştüren modüler bir genetik devre oluşturarak, kendi kendilerini yok etmelerini ve ilaca dirençli kanser hücrelerini öldürmelerini sağladı. Buradaki temel yenilik iki genin veya iki yeni “anahtarın” devreye sokulmasını içeriyor. İlk anahtar, mühendislik ürünü genetiği değiştirilmiş hücrelerin belirli bir ilaca maruz kaldıklarında kanser hücresi popülasyonunun geri kalanına üstün daha doğrusu baskında gelmesini sağlıyor. İkinci anahtar daha sonra, artık baskın olan değiştirilmiş hücreleri değiştirilmemiş komşularıyla birlikte öldüren bir toksini serbest bırakıyor.

Nature Biotechnology‘de yayınlanan ve patent için başvurulan bu teknik, mevcut kanser tedavileriyle ilgili temel bir zorluğun üstesinden geliyor. Kanser hücreleri bilindiği üzere tedaviden sağ çıkmalarını sağlayan direnç mekanizmaları geliştirebiliyorlar. Dolayısıyla bir süre sonra tedavi için uygulanan ilaçlara dirençli hale gelebiliyorlar. Buna karşı koymak için doktorlar genellikle tümörlere farklı şekillerde saldıran ilaç kombinasyonları kullanıyorlar. Ancak tedavisi zor olan kanserlerde bu seçenekler oldukça sınırlı.

Gen düzenleme yoluyla kanser hücreleri kendilerini yok ediyor
Yeni teknik tamamen farklı bir yaklaşım benimsiyor. Yeni ilaçlar veya hedefler bulmak yerine, tümörün hızla evrim geçirme yeteneğinden yararlanıyor ve bunu basitçe ona karşı kullanıyor. Bilim insanları bu çift anahtar yönteminin ilk adımında genetiği değiştirilmiş hücrelerin sayısını çoğaltarak baskın hale getiriyor ardından ikinci anahtarı devreye sokuyor. İkinci anahtar, değiştirilmiş hücrelerin hem değiştirilmiş hem de komşu değiştirilmemiş hücreleri öldürebilen bir toksin üretmesini sağlayan intihar geni içeriyor. Bu çok önemli. Çünkü tümörün tekrar büyümemesi için esas olarak kurtulmak istediğiniz popülasyonu ortadan kaldırmış oluyorsunuz.

Ekip bu tekniğin işe yarayıp yaramayacağını görmek için akciğer kanserini temel alan deneyleri fareler üzerinde gerçekleştirdi. Yapılan deneyler sonucunda bir avuç mühendislik ürünü hücre, kanser hücresi popülasyonunu ele geçirebildi ve yüksek seviyedeki genetik heterojenliği ortadan kaldırabildi. Araştırma makalesine göre genetiği değiştirilmiş hücreler 20 gün içinde orijinal hücrelerden baskın hale geldi. 80. günde ise tümörler tamamen geriledi. Araştırmacılar şu anda bu genetik devrenin büyüyen tümörlere ve nihayetinde metastatik hastalığa güvenli ve seçici bir şekilde verilebilmesi için nasıl tercüme edileceği üzerinde çalışıyorlar.

Kaynak ve devamını okuman için : Gen düzenleme yoluyla kanser hücreleri kendilerini yok ediyor | DonanımHaber (donanimhaber.com)

Türlerin yok olmaması için Ay’da “gen bankası” kurulabilir..


Uzmanlar, biyolojik çeşitliliğin korunması için iklim çöküşü ve diğer karasal olayların erişemeyeceği tesislere ihtiyaç olduğunu söylüyor. Bunun için Ay’da “gen bankası” kurulabilir.

Bildiğimiz anlamdaki tek yaşam üzerinde yaşadığımız Dünya’da bulunuyor. Buna rağmen insan kaynaklı iklim değişikliği ve yaşam alanı tahribatı nedeniyle sayısız tür yok olma tehlikesiyle karşı karşıya. Kritik türlerin yok oluşu insanlığın da yok oluşuna neden olabilir. Öte yandan uzaydan gelebilecek yeterli büyüklükteki bir kaya parçası da bildiğimiz yaşamı yok edebilir. Peki ya Dünya’nın dışında hayatın pasif de olsa binlerce yıl devam edebileceği bir sığınak inşa edebilseydik? Bilim insanları tam da bunu önererek Ay’da bir “gen bankası” kurulmasını öneriyor.

Binlerce türün yok olma tehlikesiyle karşı karşıya olduğu bir dönemde bilim insanları radikal bir plan geliştirdi: Ay’da gezegenimizin en önemli ve risk altındaki canlılarının korunmuş örnekleriyle dolu bir kasa. Uzmanlardan oluşan uluslararası bir ekip, iklim değişikliği ve habitat kaybından kaynaklanan tehditlerin önüne geçemediğimizi ve acil eylem planına ihtiyaç duyulduğunu söylüyor.

Yaşam için Ay’da “biyodepo” önerisi

Korunmuş hücrelerden ve bunların içindeki önemli DNA’lardan oluşan bir “biyodepo”, tehlike altındaki türlerin küçük popülasyonlarındaki genetik çeşitliliği artırmak ya da en kötü senaryo olan yok olma durumunda klonlama için kullanılabilir.

Öte yandan biyolojik örnekleri felaketten korumak için bir depo yeni bir fikir değil. Bugün Dünya’da buna benzer bir şey zaten yapılıyor. Norveç’in kutba yakın bir adasında bulunan Svalbard küresel tohum deposu, hastalık veya kuraklık nedeniyle yok olması halinde kritik tohumları dondurulmuş olarak saklıyor. Ancak bu tesis bile tam koruma sağlamıyor. Bir süre öne sıcak hava dalgasının bir sonucu olarak yaşanan sel felaketi buna örnek olarak gösteriliyor. Bu tip depolar sadece doğal değil, beşerî etkiler nedeniyle de tehlike altında. Hatırlanacağı üzere 2022’de Ukrayna’nın tohum bankası Rusya tarafından yok edilmişti.

Bilim insanları tam da bu nedenlerden dolayı Ay biyodeposunu öneriyor; iklim bozulması, jeopolitik olaylar veya diğer Dünya merkezli felaketlerin erişemeyeceği bir yer. Ay’ın güneş ışığına hiçbir zaman maruz kalmayan bölgeleri bulunuyor. Bu bölgelerdeki kraterlerden yararlanarak biyolojik materyalleri ekstra çaba gerekmeden -196 derecede yani mutlak sıfırda muhafaza etmek mümkün.

Önerilen plana göre numuneler üç günlük Ay yolculuğu boyunca radyasyondan korunan bir kapta saklanmadan önce Dünya’da kriyojenik olarak depolanacak. Ardından Ay’a ulaşıldığında bunlar maksimum radyasyon koruması sağlamak için iki metre derinliğe gömülecekler. Her konteyner kolay takip için bir radyo çipine de sahip olacak.

Bilim insanları ayrıca yıldızlı kaya balığından alınan canlı hücreleri başarılı bir şekilde muhafaza etmek için, hücrelerin tüm biyolojik faaliyetlerin duracağı kadar soğuk sıcaklıklarda saklandığı bir teknik olan kriyoprezervasyonu uygulamış durumda. Yıldızlı kaya balığının nesli tehlike altında değil, ancak mercan resifi ekosistemlerinin sağlığının korunmasında önemli bir rol oynuyor. Bu balık türünden 100’den fazla birey, ay biyodeposu için kriyoprezervasyon protokollerinin oluşturulmasına katkıda bulunacak. Bundan sonra ekip, odak noktasını diğer türlere doğru genişletecek.

Fikrin gerçeğe dönüşmesi için kritik canlı ve türün stabil ve sağlıklı bir şekilde kriyoprezerve şekilde depolanabildiğini göstermek gerekiyor. Bununla birlikte numunelerin sağlıklı bir şekilde Ay’a götürmek gerekiyor. Ayrıca Ay’ın en soğuk bölgelerinde -robotlar için bile uygun olmayan yerler- bunların gömülmesi gerekiyor. Maliyetler ve karşılaşılan zorluklar göz önüne alındığında önerilen Ay biyodeposu fikri şimdilik bilim kurguya daha yakın konumlanıyor. Projenin ve çalışmanın başındaki Mary Hagedorn“Bunu nasıl yapacağımızı biliyoruz, yapabiliriz ve yapacağız da, ama bunu başarmak onlarca yıl alabilir” diyor. Ancak kendisi bir noktada bunun olacağından emin.

Kaynak ve devamını incelemen için : Türlerin yok olmaması için Ay’da “gen bankası” kurulabilir | DonanımHaber (donanimhaber.com)