CRISPR genom aktivasyonu kullanılarak kök hücre yaratıldı. Fareden alınan cilt hücrelerindeki tek bir genin harekete geçirilmesi, cilt hücrelerini kök hücrelere dönüştürmek için yeterli oldu. Yenilikçi yaklaşım, değerli bir hücre türü olan kök hücreleri üretmek için daha basit bir teknik sunma potansiyeline sahip ve hücreleri yeniden programlama sürecine önemli bilgiler sağlayacaktır.
Gladstone’dan araştırmacı Sheng Ding şöyle diyor: “Bu uyarılmış plüripotent kök hücrelerini özünde yaratıldıklarından daha farklı yapmanın yeni bir yolu.” Sheng Ding şöyle devam ediyor: “Çalışmanın başında bunun işe yarayacağını düşünmüyorduk, ama en azından bir soruya cevap verebilmeyi istiyorduk: Sadece genomun belirli bir konumunun kilidini açarak bir hücreyi yeniden programlayabilir misin? Cevap evet.”Plüripotent kök hücreler, vücuttaki hemen her hücre tipine dönüştürülebilir. Sonuç olarak, kalp yetmezliği, Parkinson hastalığı ve körlük gibi tedavisi olmayan hastalıkların tedavisinde plüripotent kök hücreler önemli bir kaynaktır. Ayrıca bu hücreler, hastalıkları ve insan hücrelerinde yeni ilaçları test etmemize yarayan aletleri incelemek için bize mükemmel modeller sağlar.
2006 yılında, Gladstone’dan araştırmacı Shinya Yamanaka sıradan cilt hücrelerini dört anahtar proteinle tedavi ederek uyarılmış plüripotent kök hücreleri(iPSC) olarak adlandırılan kök hücrelerini elde edebildiğini keşfetti. Transkripsiyon faktörleri olarak adlandırılan bu proteinler, hücrede açılacak genleri değiştirir ve cilt hücreleriyle ilgili genleri kapatırken, kök hücreleriyle ilgili genleri açarak çalışır.
Bu çalışmanın üstüne, Ding ve diğerleri öncelikle hücrelere kimyasal bir karışım ekleyerek transkripsiyon faktörü olmayan iPSC’ler yarattı. Cell Stem Cell’de yayımlanan son çalışma, CRISPR gen düzenleme tekniklerini kullanarak hücrelerin genomunu doğrudan manipüle ederek cilt hücrelerini kök hücrelere dönüştürmenin üçüncü bir yolunu sunuyor.
Kaliforniya Üniversitesi’nde farmosötik kimya profesörü Ding şöyle diyor: “Biliminsanlarının iPSC’leri elde etmesine yarayan farklı seçeneklere sahip olmaları, seçeneklerde biriyle herhangi bir sorun veya zorlukla karşılaştıklarında yararlı olacaktır.” Ve şöyle devam ediyor: “Yaklaşımımız iPSC yaratmak için daha basit bir yöntemin yolunu açabilir ya da cilt hücrelerinin doğrudan yeniden programlanarak kalp ve beyin gibi diğer hücre tiplerine dönüştürülmesi için kullanılabilir.”
CRISPR, tek bir DNA dizisini hedefleyerek bir genomu kusursuz bir şekilde manipüle edebilen güçlü bir araçtır. Bu DNA dizisi daha sonra kalıcı olarak silinir veya değiştirilir ya da geçici olarak açılır veya kapatılır.
Ding’in ekibi sadece kök hücrelerde açık olan ve plüripotent hücrelere entegre oldukları bilinen iki geni hedef aldı: Sox2 ve Oct4. Transkripsiyon faktörleri gibi, bu genler de diğer kök hücre genlerini açarken, farklı hücre tipleriyle ilişkili olan genleri kapatır.
Araştırmacılar CRISPR ile Sox2 veya Oct4 genlerini aktif hale getirerek, hücreleri yeniden programlayabileceklerini keşfetti. Aslında, genom üzerinde tek bir bölgeyi hedeflemenin bir hücrenin iPSC’ye dönüşmesine sebep olan doğal zincirleme reaksiyonunu tetiklemek için yeterli olduğunu gösterdiler.
Karşılaştırma yapmak gerekirse, orijinal yöntem kullanılarak oluşturulan iPSC’ler için genellikle dört transkripsiyon faktörü kullanılır. Dahası, bir transkripsiyon faktörü genel olarak hücredeki binlerce genomik bölgeyi hedefler ve her bir bölgede gen ifadesini değiştirir.
Ding’e göre: “Bir bölgenin değiştirilmesinin yeterli olduğu gerçeği çok şaşırtıcı. Şimdi, bütün bu sürecin tek bir bölgeden tüm genoma nasıl yayıldığını anlamak istiyoruz.”
