Bilim insanları DNA'nın tek tek "harflerini" düzenlemeyi zaten başarabiliyor. Çok daha zor olan, bir genin büyük bir bölümünü birden değiştirmek — özellikle de DNA'da çift zincir kırığı oluşturmadan.
Nature dergisinde yayımlanan yeni bir çalışma, prime düzenlemenin olanaklarını genişleterek genomun belirlenen bölgelerine birkaç bin nükleotid büyüklüğünde DNA parçalarının yerleştirilmesini sağlayan prime assembly (prime birleştirme) adı verilen bir yöntemi tanımlıyor.
Sistem, DNA'nın iki zinciri üzerinde kısa, tek zincirli 3′-«kuyruklar» oluşturur. Bunlar, donör parçanın uçlarıyla eşleşecek biçimde seçilir. Ardından hücrenin kendi mekanizmaları molekülü tamamlayıp birleştirir.
İlke olarak bu, bir tüpte DNA parçalarının birleştirilmesi yöntemi olan Gibson assembly'yi andırır. Ancak burada benzer bir birleştirme doğrudan canlı hücrenin içinde gerçekleşir.
Deneylerden birinde araştırmacılar, mutasyonları telomerlerin sürdürülmesinde ağır bozukluklarla ilişkili olan TINF2 geni üzerinde çalıştı. Proteinin amino asit dizisini koruyarak 106 nükleotid uzunluğundaki bir bölümü değiştirdiler. K562 hücrelerinde düzenleme verimliliği 33,1% düzeyine ulaştı.
Yazarlar ayrıca 12,1 kilobaz büyüklüğüne kadar donör dizilerin entegrasyonunu ve mevcut genomda megabaz ölçeğine varan büyük yeniden düzenlemelerin mümkün olduğunu gösterdiler.
Özellikle önemli olan, prime assembly'nin yalnızca laboratuvar hücre hatlarında değil, bölünmeyen hücreler de dahil olmak üzere birincil insan CD34+ hematopoietik hücrelerinde ve T lenfositlerinde de çalışmasıydı. Oralardaki verimlilik şimdilik belirgin biçimde daha düşük, ancak böyle bir düzenlemenin gerçekleşmesi bile yöntemin potansiyel uygulama alanını genişletiyor.
Belirli bir mutasyona bağlı olmayan tedavi fikri de ilgi çekici. Her mutasyon için ayrı bir araç geliştirmek yerine, bir genin sorunlu bir bölümünün tamamını birden değiştirmeye ya da yeniden kodlamaya çalışılabilir.
Yani ilke değişebilir: bir mutasyon → bir gen bölgesi için bir düzeltme → tek bir evrensel yapı.
Şimdilik prime assembly deneysel bir teknoloji olarak kalıyor. Terapötik açıdan önemli hücrelerde daha verimli hale getirilmesi ve bileşenlerin doğrudan organizmaya ulaştırılması sorununun çözülmesi gerekiyor.
Ancak kavramın kendisi genetik mühendisliğinde önemli bir kaymayı gösteriyor: genom düzenleme, DNA'yı kesmekten giderek hücre içinde programlanabilir birleştirmeye doğru ilerliyor.
