CRISPR Teknolojisiyle Tasarlanan Bu Süper Tavuklar Kuş Gribine Dayanıklı

Gen düzenleme aracı CRISPR, dünya çapında dolaşan en ölümcül virüslerden biri olan ve 2020'den bu yana yüz milyonları öldüren bir virüsle mücadelede çok önemli olabilir.

Elbette Kovid-19 değil. Virüs, dünya çapında tavuk popülasyonunu büyük ölçüde azaltan, özellikle agresif bir kuş gribi türüdür. Üzücü bir şekilde, hastalığı kontrol altına almak için çok sayıda sürü itlaf edildi. Bir düzine yumurta için hızla artan fiyat etiketleri mi? Bu grip türü kısmen suçlanıyor.

Market faturaları bir yana, virüsün kümes hayvanları arasında yayılan orman yangını, virüsün insanlar dahil diğer türlere de sıçrayabileceği endişesini artırıyor. Göre Dünya Sağlık Örgütü, üç kıtadaki 10 ülkenin 2022'den bu yana memelilerde kuş gribi virüsü belirtileri bildirdiğini ve bunun yeni bir salgın endişesine yol açtığını açıkladı.

Birçok ülke başlattı aşı kampanyaları virüsle savaşmak için. Ama bu zorlu bir düşman. İnsan gribi türleri gibi virüs de hızla mutasyona uğruyor ve zamanla aşıların etkinliğini azaltıyor.

Peki ya enfeksiyonları daha başlangıç ​​aşamasında durdurabilseydik?

Bu hafta, bir takım Birleşik Krallık'tan, yaygın bir kuş gribine karşı dayanıklı "süper tavuklar" tasarlandı. Sperm ve yumurtaya dönüşen tavuk ilkel germ hücrelerinde, virüs üremesi için kritik olan tek bir geni değiştirmek için CRISPR-Cas9'u kullandılar.

Düzenlenen tavuklar, düzenlenmeyen "kontrol" akranları gibi büyüdü ve davrandı. Sağlıklıydılar, her zamanki sayıda yumurta bıraktılar ve ağıllarında mutlu bir şekilde gıdakladılar. Ancak genetik gelişimleri, enfekte bir kümeste dolaşabilecek olana benzer, gerçek hayattaki bir grip dozuyla karşılaşıldığında ortaya çıktı. Düzenlenen tavuklar virüsle mücadele etti. Kontrol kuşlarının tümü gribe yakalandı.

Çek Bilimler Akademisi Moleküler Genetik Enstitüsü'nden araştırmaya dahil olmayan Dr. Jiří Hejnar, sonuçların "uzun zamandır beklenen bir başarı" olduğunu söyledi. söyledi Bilim. 2020'te, Hejnar CRISPR'ı kullandı kansere neden olan bir virüse karşı dirençli tavuklar tasarlamak ve kuşlarda etkili gen düzenlemenin yolunu açmak.

Teknolojinin hala gidecek yolu var. Genetik desteğe rağmen, düzenlemeye tabi tutulan kuşların yarısı, yüksek dozda virüsle karşılaşıldığında hastalandı. Deneyin bu kısmı aynı zamanda bir tehlike işaretine de yol açtı: Virüs, mutasyonlarla gen düzenlemelerine hızla adapte oldu ve bu onu daha iyi bir yayıcı yaptı; sadece kuşlar arasında değil, aynı zamanda insanlara sıçrayabilecek mutasyonlar da kazandı.

Imperial College London'dan çalışma yazarı Dr. Wendy Barclay bir basın toplantısında, "Bu bize tavukları virüse karşı dirençli hale getirme yolunda ilerleyebileceğimiz konseptin bir kanıtını gösterdi" dedi. “Ama henüz orada değiliz.”

Hedef

2016 olarak, Barclay, kuş gribi virüslerinin tavuk hücrelerini enfekte etmek ve hücrelerin içinde büyümek için kullandığı bir tavuk genini keşfetti. ANP32A adı verilen bu madde, protein oluşturmak için DNA bilgisini diğer biyokimyasal habercilere çeviren bir gen ailesinin parçasıdır. Grip virüsü bir kuş hücresinin içine girdiğinde genin ürünlerini benimseyerek kendisinin daha fazla kopyasını üretebilir ve yakındaki hücrelere yayılabilir.

ANP32A, hücreler ve virüs arasındaki tek genetik bağlantı değildir. Daha sonraki bir çalışma grip virüslerinin hücrelerde büyümesini engelleyen ikinci bir “koruyucu” gen buldu. Gen, ANP32A'ya benzer, ancak iki büyük değişiklik, bir kapıyı kapatmak gibi virüsün hücreyle bağlantısını keser. Virüslerin çoğalması için bir konakçıya ihtiyaç duyması nedeniyle, barikat aslında onların cankurtaran halatını kesiyor.

Barclay, "Eğer bu gen-virüs etkileşimini bir şekilde bozabilirseniz... belki de bu gen düzenlemesiyle, o zaman virüs çoğalamaz" dedi.

Yeni çalışma bu düşünce çizgisini takip etti. CRISPR kullanarak, koruyucu gende gözlenen iki genetik değişikliği birbirine ekleyerek tavuk primordial germ hücrelerinde ANP32A'yı değiştirdiler. Hücreler, tavuk embriyolarına enjekte edildiğinde, düzenlenmiş ANP32A genine sahip civcivlere sahip olan sağlıklı olgun tavuklarda düzenlenmiş sperm ve yumurtalara dönüştü.

Süreç teknik gibi görünse de temelde eski bir çiftçilik tekniğinin 21. yüzyılda hızlandırılmasıdır: istenen özellikleri, bu durumda virüslere karşı direnci korumak için hayvanları yetiştirmek.

Standı

Ekip, düzenlenen tavukları çeşitli virüs mücadeleleriyle test etti.

Bunlardan birinde, yarısı genetiği değiştirilmiş, diğerleri normal şekilde yetiştirilmiş iki haftalık 20 civcivin burnuna bir doz kuş gribi virüsü püskürttüler. Prosedür zorlu gibi görünse de virüs miktarı, enfekte bir kümeste normalde mevcut olana göre dikkatli bir şekilde ayarlandı.

10 kontrol kuşunun tamamı hastalandı. Buna karşılık, düzenlenmiş tavuklardan yalnızca biri enfekte oldu. Ve yine de virüsü düzenlenmiş diğer kuşlara aktarmadı.

İkinci bir testte ekip, dozajı orijinal burun spreyinden yaklaşık 1,000 kat daha fazla artırdı. Genetik yapısına bakılmaksızın her bir kuş virüsü kaptı. Ancak, düzenlemeye tabi tutulan kuşların grip belirtileri geliştirmesi daha uzun sürdü. Ayrıca daha düşük düzeyde virüs taşıyorlardı ve genetik yapıdan bağımsız olarak bunu kümeslerindeki diğer kişilere bulaştırma olasılıkları daha düşüktü.

İlk bakışta sonuçlar umut verici görünüyor. Ama aynı zamanda kırmızı bayrak da kaldırdılar. Virüslerin, koruyucu "süper genlere" rağmen düzenlenmiş tavuklara bulaşmasının nedeni, böceklerin genetik düzenlemelere hızla uyum sağlamasıydı. Başka bir deyişle, çiftlik hayvanlarını korumayı amaçlayan bir gen değişimi, ironik bir şekilde, virüsü daha hızlı evrimleşmeye itebilir.

Altın Üçlü

Bu neden oldu? Çeşitli testler, viral genomdaki mutasyonların muhtemelen virüslerin ANP32A ailesinin diğer üyelerine yakalanmasına izin verdiğini buldu. Bu proteinler normalde gribin viral istilası sırasında yedekte durur ve viral replikasyona sessizce direnir. Ancak zamanla virüs, üremesini artırmak için her genle birlikte çalışmayı öğrendi.

Ekip, benzer değişikliklerin virüsün insanlar da dahil olmak üzere diğer türlere bulaşmasına izin verebileceğinin bilincinde. Barclay, "Gördüğümüz mutasyonlar nedeniyle paniğe kapılmadık, ancak enfeksiyonda ilerleme kaydettiğimiz gerçeği, ileriye yönelik daha sıkı düzenlemelere ihtiyacımız olduğu anlamına geliyor" dedi.

Dr. Sander Herfst, Erasmus Üniversitesi Tıp Merkezi'nde çalışmaktadır. kuş gribinin memelilere saldırısı, katılıyorum. "Tavuklarda artık [viral] çoğalmanın gerçekleşmediği, su geçirmez bir sistem gerekli" söyledi Bilim.

Potansiyel bir çözüm, daha fazla gen düzenlemedir. ANP32A, virüslerin gelişmesine yardımcı olan üç gen üyesinden yalnızca biridir. Ekip, ön testte petri kabındaki hücrelerdeki üç genin tamamını devre dışı bıraktı. Düzenlenen hücreler son derece tehlikeli bir grip virüsü türüne direndi.

Ama yine de mükemmel bir çözüm değil. Bu genler sağlığı ve doğurganlığı düzenleyen çoklu görevlilerdir. Üçünün de düzenlenmesi tavuğun sağlığına ve üreme yeteneğine zarar verebilir. Şimdiki zorluk, virüsleri savuşturan ama yine de normal işlevi koruyan gen düzenlemelerini bulmaktır.

Biyoteknoloji bir yana, düzenlemeler ve kamuoyu da gen düzenleme dünyasına yetişmek için çabalıyor. CRISPRed hayvanlar şu anda genetiği değiştirilmiş organizmalar (GDO'lar) olarak kabul edilmektedir. Avrupa Birliği yasalarına göre, bir sürü mevzuat yükü ve kamuoyunun algı sorunlarıyla birlikte gelen bir atama. Bununla birlikte, çalışmadaki gibi gen düzenlemeleri, genleri bir organizmadan diğerine eklemek yerine doğada doğal olarak meydana gelebilecekleri taklit ettiğinden, bazı CRISPR uygulanmış hayvanlar tüketiciler için daha kabul edilebilir olabilir.

"Dünyanın değiştiğini düşünüyorum" şuraya Çalışmanın yazarı Dr. Helen Sang, otuz yıldır gribe dirençli kuşlar üzerinde çalışan bir uzman. Gıda için genleri değiştirilmiş hayvanlara ilişkin düzenlemeler, teknoloji olgunlaştıkça muhtemelen değişecektir; ancak sonuçta neyin kabul edilebilir olduğu, çok kültürlü görüşlere bağlı olacaktır.

Resim Kredi: Toni Cuenca / Unsplash

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://singularityhub.com/2023/10/12/crispr-engineered-super-chickens-are-resistant-to-bird-flu/