Araştırmacılar, CRISPR Genom Aktivasyonunu Kullanarak İlk Kök Hücreleri Yaratıyor
Bilimsel bir çalışmada, Gladstone Enstitüleri’ndeki araştırmacılar CRISPR teknolojisini kullanarak hücrelerdeki belirli bir geni aktive ederek farelerdeki cilt hücrelerini kök hücrelere dönüştürdüler. Bu yenilikçi yaklaşım, değerli hücre türünü üretmek için potansiyel olarak daha basit bir teknik sunar ve hücresel yeniden programlama sürecine önemli bilgiler sağlar.
Gladstone’ da kıdemli bir araştırmacı olan Sheng Ding “ bu pluripotent kök hücrelerini oluşturmak için eskiden oluştuklarından farklı bir yol.” dedi. “Çalışmanın başında bunun işe yarayacağını düşünmüyorduk ama en azından ‘Genomun belirli bir yerini açarak bir hücreyi yeniden programlayabilir miyiz?’ sorusunu cevaplamayı istiyorduk. Ve cevap evet.”
Pluripotent kök hücreler, vücuttaki hemen hemen her hücreye dönüşebilir. Sonuç olarak, kalp yetmezliği, Parkinson hastalığı ve körlük gibi tedavi edilemez koşulların tedavisinde önemli bir kaynaktır. Ayrıca, insan hücrelerinde yeni ilaçları test etmek için hastalıkları ve önemli araçları incelemek için mükemmel modeller sağlarlar.
2006 yılında, Gladstone Kıdemli Araştırmacı Shinya Yamanaka, olağan cilt hücrelerini dört anahtar proteinle tedavi ederek kök hücreleri (çoğalan pluripotent kök hücre (iPSC) olarak adlandırabileceklerini) keşfetti. Transkripsiyon faktörleri olarak adlandırılan bu proteinler, hangi genlerin hücrede ifade edildiğini değiştirerek, cilt hücreleriyle ilgili genleri kapatarak ve kök hücrelerle ilişkili genleri açarak çalışırlar.
Bu iş üzerinde çalışan Ding ve diğerleri daha önce hücreler kimyasal bir kokteyl ekleyerek transkripsiyon faktörleri olmayan iPSC’leri yarattılar. Cell Stem Cell’de yayınlanan en yeni çalışma, CRISPR gen düzenleme tekniklerini kullanarak hücrelerin genomunu doğrudan manipüle ederek cilt hücrelerini kök hücrelere dönüştürmenin üçüncü bir yolunu sunuyor.
San Francisco Kaliforniya Üniversitesi’nde farmasötik kimya profesörü olan Ding, “İPSC’leri yapmak için farklı seçeneklere sahip olmak, bilim adamlarına farklılıklar veya zorluklarla karşılaşıldığında yararlı olacaktır” dedi. “Yaklaşımımız, iPSC’leri basit bir yöntemle hazırlamak ve kalp hücreleri veya beyin hücreleri gibi cilt hücrelerini diğer hücre türlerine yeniden programlamak için kullanılabilir.”
CRISPR, benzersiz bir DNA sekansını hedefleyerek genomu tam olarak manipüle edebilen güçlü bir araçtır. DNA dizisi daha sonra kalıcı olarak silinir veya değiştirilir veya geçici olarak açılır veya kapatılır.
Ding’in ekibi, kök hücrelerde sadece üreyen ve pluripotency için ayrılmaz olduğu bilinen iki geni hedef aldı: Sox2 ve Oct4. Transkripsiyon faktörleri gibi, bu genler diğer kök hücre genlerini açar ve farklı hücre tipleriyle bağlantılı olanları kapatır.
Araştırmacılar, CRISPR ile, hücreleri yeniden programlamak için Sox2 veya Oct4’ü aktive edebileceklerini keşfettiler. Aslında, genom üzerinde tek bir yeri hedeflemenin, hücrenin bir iPSC’ye yeniden programlamasına yol açan doğal zincir reaksiyonunu tetiklemek için yeterli olduğunu gösterdiler.
Karşılaştırma için orijinal yöntemi kullanarak iPSC’ler oluşturmak için tipik olarak dört transkripsiyon faktörü kullanılır. Dahası, bir transkripsiyon faktörü tipik olarak hücredeki binlerce genomik bölgeyi hedefler ve her bir yerde gen ifadesini değiştirir.
Ding, “Bir santralın modülasyonunun yeterli olması çok şaşırtıcı” dedi. “Şimdi, bütün sürecin tek bir yerden tüm genoma nasıl yayıldığını anlamak istiyoruz.”