CRISPR-Evrim İlişkisi

   Son zamanlarda hızlı bir şekilde gelişen CRIPSR/Cas sistemi üzerindeki çalışmalar, başta insan olmak üzere birçok türün evrimini ciddi şekilde etkileyeceğe benziyor.

CRISPR/Cas Nedir?

  Düzenli aralıklarla kümelenmiş kısa palindromik tekrarlar (CRISPR) / CRISPR ile ilişkili enzim (Cas), prokaryotik adaptif bağışıklık savunma sisteminden uyarlanan doğal olarak oluşan bir genom düzenleme aracıdır.^[1]

   Kısaca özetlemek gerekirse; bakteriler, viral saldırılardan korunmak için saldıran virüsün DNA’sını kendi genomlarına dahil ederler ve eğer saldırı tekrar ederse bu genlere bağlı olarak üretilen protein bazlı Cas isimli enzimler ve hedeflenen genin yerini belirleyen bir rehber RNA yardımıyla virüsün DNA’sını kesmek suretiyle kendilerini savunurlar.^[2]

Şu an için CRISPR/Cas9 sistemine bağlı genetik düzenleme çalışmaları genetik hasara bağlı sorunların tedavisi^[3], salgın hastalıklar için aşı çalışmaları^[4,5] ve bitkilerin hasadını artırmak gibi alanlara yönelik olarak devam etmektedir^[6].
Bu yıl Nobel Kimya ödülünü kazanan Emmanuelle Charpentier ve Jennifer A. Doudna’nın çalışmalarının CRISPR gen düzenleme üzerine olması bu alanın ne kadar geliştiğinin bir göstergesi.^[7,8]

Bu gelişmelerin evrimle ilgisi nedir?

   Öncelikle evrimin en temel iki basamağına bakmak gerek: Çeşitlilik ve Seçilim. Canlılar, mutasyonlar ve eşeyli üremedeki parça değişimleri, hatta eşeyli üremenin bizzat kendisi gibi sebeplerle birbirinden farklı genlere sahip olur, genlerdeki bu farklılık onların dış görünüşlerini ve metabolizmalarını birbirlerinden farklı kılar, canlıların genlerinde bulunan farklı kombinasyonlar çeşitliliktir.

   Seçilim ise farklı gen kombinasyonlarına sahip canlıların farklı parametreler göz önüne alınarak çevreye en uyumlu olanlarının, bu uyumla birlikte genlerini daha başarılı bir şekilde gelecek nesle aktarmasıdır. Seçilim kendi içinde farklı dallara ayrılır. Bu yazıda bizi ilgilendirenler doğal ve yapay seçilim mekanizmaları olacak.

   Doğal seçilim, canlılardan çevresine en uyumlu olanlarının doğal yollarla, insan iradesinden bağımsız olarak belirlenmesidir. Yani doğal seçilimde canlıların tamamen çevre şartlarına olan uyumları sayesinde bir yaşam ve üreme başarısı göstermesi gerekir.

   Yapay seçilimde ise durum biraz farklıdır. Doğal seçilimin aksine yapay seçilimde belirleyici olan çevre koşulları değil, insan iradesidir. İnsanlar tarih boyunca gıda, tekstil, sağlık, ulaşım gibi ihtiyaçları için çeşitli hayvanları evcilleştirerek, bitkileri ıslah ederek bu türlerin gelecek nesillerinin anatomisinde ve davranışlarında belirleyici unsur olmuşlardır.

   Her ne kadar bazı türlerin evriminde söz sahibi olsa bile insan da evrimin bu yasalarına bağlı olarak nesiller boyu değişen bir canlı türüdür. Biz de tıpkı diğer tüm canlılarda olduğu gibi geçmişten bugüne evrimsel basamaklar dahilinde edindiğimiz biyolojik kazanımlara sahip bir şekilde bulunduğumuz noktaya geldik. Fakat bazı önemli gelişmeler ışığında insan türü, evrim üzerinde daha belirleyici olmaya ve kendi evrimini yavaşlatmaya başladı.

Bilişsel Devrim

   Biyolojik temelde Bilişsel Devrim, iki buçuk milyon yıllık insanlık tarihinin yüz elli bin yıllık periyodunu ve özellikle de son on bin yılını biçimlendirdi.^[9] İnsan türünün geliştirdiği bilgi bilimi ve iletişim becerisi bu günkü gelişimine dair her şeyin temelini oluşturdu. İletişim sayesinde insanlar daha iyi organize olmuş ve çevresindeki rekabet ettiği türlere karşı zekasını, geliştirdiği çeşitli basit araçları kullanmaya ve çevresinden edindiği bilgileri basit şekillerde muhafaza etmeye başladı. Şu an geliştirdiğimiz modern bilimin temelleri dahi o dönemdeki bilişsel devrimimizden kaynaklıdır.

                                                                                                

Tarım Devrimi

     Tarıma geçiş şeklindeki büyük gelişme, ilk kez MÖ 8000 yılında gerçekleşti. Bitki ıslahatının ilk örnekleri bu dönemde görüldü. İnsanlar, daha önce tüketim amacıyla topladıkları yabani tohumları kendileri yetiştirmeye başladılar. Modern zamanlarda bilinen hemen hemen bütün önemli yiyecek bitkileri neolitik çiftçiler tarafından keşfedildi. Koyun ve keçi, beslenmek üzere ilk evcilleştirilen hayvanlar oldu. Aynı şekilde at ve deve dışında, en önemli evcil hayvanlar uygar toplumlar ortaya çıkmadan önce ehlileştirildi. MÖ 6000’de buğday ve arpa yetiştiriciliği ile koyun, keçi ve sığır besiciliğine dayanan yerleşik tarım Dünya’nın çeşitli kısımlarına yayıldı.^[10]

                                                                                   

   Yüzyıllar boyunca, tohum için en iyi ürünü seçmek için daha fazla özen gösterildi ve hem mahsul verimini hem de direnci artıracak şekilde türler yapay olarak seçilime tabi tutuldu. Böylece insan türü genel olarak işine yarayan türlerin genlerini bir sonraki nesle aktarmasına vesile oldu, yani onları yapay seçilime uğrattı.

   Tarımın gelişimi sayesinde insan türü çok büyük bir seçilim avantajı sağladı. Artık temel ihtiyaçlardan olan beslenme, bir sorun olmaktan uzaklaştı ve tarımın geliştiği yerlerde insan popülasyonlarında ciddi artışlar gözlendi. İnsanlık, bu kadar bir süre sürdürdüğü avcılık-toplayıcılık düzeninden, ihtiyaçlarını karşılamak için yaşadığı çevreyi aktif olarak değiştiren bir türe dönüştü.^[11]

Sanayi Devrimi

Sanayi devrimiyle beraber gelişen üretim, lojistik ve ekonomiyle beraber insan türü yaşam için temel olan ihtiyaçlarını, iktisadi nedenlerle dünyanın her yerine daha iyi dağıtabilmeye başladı. Endüstrileşen tıp sayesinde artık doğada dezavantaj sağlayacak sağlık sorunlarına bile tedaviler geliştirilmesi, insanların yavaş yavaş seçilimden uzaklaşmasına(dezavantaj durumunda elenmemesine ve genlerini bir sonraki nesle aktarabilmesine)ve popülasyonunun ciddi miktarda artmasına neden oldu.^[12]

• 

• 

  

CRISPR’ın farkı ne?

   Az önce kısaca değindiğimiz dönemlerdeki gelişmelerin hepsi aslında evrimin temel basamaklarından olan seçilime karşı atılmış adımlardı. İnsanlık olarak bu gelişmelere rağmen hala bazı biyolojik sorunlar yaşamaktayız. Her ne kadar kendimizi seçilimden muaf tutmak adına adımlar atmış olsak da çeşitliliğe müdahale edebilmemizin tek yolu, genetik mühendisliğinden geçmekte. Bu sayede istenmeyen kalıtsal hastalıklara neden olan genleri genomumuzdan adeta ‘’kesip atabilir’’ veya biyolojik sınırlarımızı çevremize göre daha uyumlu bir şekilde belirleyebiliriz. Bu seneki Nobel ödüllerinin ve bilimsel çalışmalarının ışığında söyleyebiliriz ki CRISPR genetik düzenlemedeki elimizde bulunan en potansiyelli sistem. İnsanlık olarak, artık bir türün devamlılığını değil, o türün genetik özelliklerini biçimlendirmenin eşiğindeyiz.

Tabii ki bu durum bazı etik noktalardan tartışmaya fazlasıyla açık olsa da bilimin bu alanındaki gelişmeleri takip etmek heyecan verici olacak.