Escherichia coli‘nin genetik kodunda yer alan bariz fazlalıkları anlamaya yardımcı olmayı hedefleyen bilim insanları, bakterinin DNA’sını yeniden işlemiş. Boyut olarak dört milyon baz çiftiyle birlikte araştırmacılar, artık tamamen yapay olan bir yaşam biçimine yönelik gerçekleştirilen girişimin sonuçlarını ellerinde bulunduruyorlar.
Dünya üzerinde yaşam, içerdiği muazzam çeşitliliğe rağmen, DNA’sında ortak bir dili paylaşıyor. Ufak miktarda kimyasal harf, üç harfli ve çok sayıda ‘kelime’ oluşturmak için kullanılıyor. Bu kelimelerin her biri, biyolojinin ağır işlerini gerçekleştiren proteinlerin diline tercüme edilebiliyor.
Adenin, sitozin, guanin ve timinden (veya A, C, G ile T) meydana gelen dört nükleik asit harfi, üç harfli kelimelerden oluşan ve dizgi olarak adlandırılan 64 farklı bileşim halinde sıralanabiliyor.
Biyoloji, bu dizgilerin 61 tanesinden yararlanarak sadece 20 tane amino asit ifade ediyor. Geri kalan üç tanesi ise, tek bir genin taslağına bitiş noktası atamak için kullanılan bir noktalama işareti görevi görüyor.
Genlerimiz, tıpkı bir DNA sözlüğü gibi, aynı şeyden bahsetmek amacıyla birkaç kelimeden birini kullanıyor. Bu durum, pek çok ihtiyaç fazlasının oluşmasına yol açıyor; tabi haklı olarak. Bir dizgiyi, onun eşanlamlılarından birine dönüştüren ve kazara meydana gelen değişimler; hepsinin aynı ürüne dönüşmesinden daha iyi.
Fakat burada, tam olarak ne kadarlık bir oynama alanına ihtiyacımız var? Doğa tabii ki yabani olabilir; fakat kontrollü laboratuvar koşullarında, bu gereksiz yerleri düzenleyip biraz daha özlü bir şeye indirgeyebilir miyiz? Bunun için yeterli alanımız var mı?
Cambridge Üniversitesi’ndeki araştırma takımı, bu sorunun cevabını bulmak için, bir E. coli soyuna ait genetik kodların tümüne bakmış ve üç farklı dizgiden birinin ortaya çıktığı zamanları belirlemiş. Bunlardan ikisi, serin amino asidine dönüşürken; üçüncüsü ise bir durma dizgisi olmuş.
Bu üçlünün tamamı, serine karşılık diğer dört dizgiden biriyle veya diğer iki durma dizgisinden biriyle değiştirilmiş.
Makalede; yapılan bu 18.000 düzenlemenin, Savaş ve Barış romanının dijital bir kopyasındaki kelimeleri değiştirmek kadar ‘basit’ olduğu yazıyor. Asıl zor olan şey ise, yeniden yazılmış genomun kimyasal kopyasını dikmek ve onu, yaşayan canlıların içindeki esas genom ile değiştirmek olmuş.
Takım bu işe yavaş ve istikrarlı bir şekilde yaklaşarak, bakterinin genomunu aşama aşama değiştirmiş. Yapay parçalar esas kodun yerini aldıkça, araştırmacılar bakteriyi izlemiş ve kendisinin yaşayıp yaşamadığına bakmışlar.
Biyolog Jason Chin, The Guardian gazetesinden Ian Sample’a şöyle söylüyor: “Bu kadar büyük bir genom yapmanın ve onu bu kadar fazla değiştirmenin mümkün olup olmadığını hiç bilmiyorduk.”
Syn61 adı verilen bu düzenlenmiş varyasyon, dedelerine tıpatıp benzemiyormuş. Hücreler biraz daha büyükmüş ve 1.6 kat daha yavaş çoğalıyorlarmış.
Fakat, düzenlenen E. coli sağlıklı görünüyormuş ve düzenlenmeyen çeşitleriyle aynı aralık ve miktarda protein üretiyormuş.
Tüm bunlar, gelecekte çeşitli yapay malzemeler üretmek için bu canlıları kullanmak amacıyla bakteri genomunu düzenleme konusunda sınırları zorlamaya meraklı olan araştırmacılar için iyi haber demekmiş.
Yapay biyolojide yaşanan son gelişmelerle birlikte; geleneksel dört baza yeni bazların eklenişine şahit olduk. Bu durum gelecekte, yaşamda Dünya üzerinde daha önce hiç görülmemiş bir devrim gerçekleşeceğini akla getiriyor.
Tamamen yeni olan bir yaşam biçiminin icat edilmesi, tek bir oluşum şeklinde değil; bunun gibi dönüm noktası niteliği taşıyan adımlar halinde gerçekleşecek.
Maryland J. Craig Venter Enstitüsü’nde çalışan araştırmacılar, 2010 yılında ilk yapay genomu oluşturmayı başarmışlar ve Mycoplasma mycoides bakterisinin içerisindeki 1.1 milyon DNA baz çiftinin hepsini yeniden inşa ederek, bunu yakın akraba olan türlere nakletmişlerdi.
O zamandan beri yapılan yeni araştırmalarda, bu genlerden hangilerinin zorunlu olduğu ve hangilerinin çıkarılabileceği keşfedilmeye çalışılmıştı.
Eğer teknoloji ve biyoloji arasındaki sınırları bulanıklaştırmada başarılı olmak istiyorsak; Yaşam 1.0’ın hangi niteliklerinden vazgeçebileceğimizi ve hangi niteliklerinin hayati olduğunu bilmek önem taşıyor. Yaşam 2.0, bekle bizi.
Araştırma Nature bülteninde yayınlandı.
ScienceAlert
