Avustralyalı bilim insanları, genetik olarak değiştirilmiş meyve sinekleri ve zebra balıklarının toksik cıva emebilme ve daha az zararlı bir formda tekrar çevreye salma yeteneğine sahip olduğunu başarıyla biyomühendislikle kanıtladı. Bu, sinekleri ve balıkları modifiye edilmiş olmayan akrabalarına kıyasla çok daha yüksek oranlarda cıva emebilme ve güvenli bir şekilde dönüştürme anlamına geliyordu. Bu bulgular, bu hafta Nature Communication dergisinde yayımlandı.
Ancak, bu bulgular sinekler ve balıklar ötesinde daha geniş sonuçlar da doğurabilir. Test hayvanlarından uzaklaşarak, deney, çevresel olarak zararlı cıvayı besin zinciri boyunca yükselmeden önce erken aşamada parçalamanın mümkün olduğunu kanıtlıyor. Bu, araştırmacıların organizmaların genlerini hafifçe değiştirerek, sonunda onları doğaya salarak çevresel toksinleri azaltmak ve hastalıklarla mücadele etmek amacıyla modern bilimi kullandıkları en son örneklerden sadece biri. Ancak, bu bilimsel keşifleri güçlendiren altındaki bilimden daha zor çözümlenmesi gereken yasal, etik ve düzenleyici engellerle başa çıkmak gerekmektedir.
Cıva maruziyeti tehlikelidir ve durum daha da kötüye gitmektedir
Cıva, doğal ama toksik bir elementtir ve Dünya’nın atmosferine salınır. Özellikle zehirli bir form olan metilcıva, okyanus besin ağı boyunca ilerlerken biyomagnifikasyon yoluyla insanlar için endişe kaynağıdır. Metilcıva içeren küçük sucul yaşamı yiyen balıkları tüketen insanlar, nörotoksin gibi davranabilen tehlikeli seviyelerde metilcıvaya maruz kalabilirler. Bir kez insan tarafından alındığında, metilcıva kolayca dışarı atılamaz ve hızla sindirim sistemi, kan-beyin bariyeri ve plasentayı geçebilir. Ve cıva doğal olarak mevcut olsa da, son araştırmalar göstermektedir ki altın ve kömür madenciliği gibi endüstriyel faaliyetler cıva kirliliğini çok daha kötü hale getirmektedir.
Macquarie Üniversitesi ve Sentetik Biyoloji Mükemmellik Merkezi’nden araştırmacılar, bu biyo birikim sürecine erken müdahale edebilecek organizmaları mühendislikle oluşturmanın mümkün olup olmadığını görmek istediler, bu kavram genel olarak biyoremediasyon olarak adlandırılır. İki farklı test konusu üzerinde karar kıldılar: yaygın meyve sineği (bir omurgasız) ve bir zebra balığı (bir omurgalı). Daha sonra, bu yaratıkların embriyolarına birçok mikroorganizmada bulunan iki enzim, MerB (organomercurial liaz) ve MerA (mercuric reductase) enjekte ettiler. Bu enzimler, doğal detoksifikasyon özellikleri nedeniyle seçildi. Metilcıvaya maruz kaldıklarında, enzimler metilcıvayı protonoliz yaparak doğal olarak daha az toksik olan elementel cıvaya (Hg0) dönüştürürler.
Modifiye ve modifiye edilmemiş sineklerin ve balıkların her ikisi de cıvaya maruz bırakıldı. Sonuçlar etkileyiciydi. Üç gün sonra, genetik olarak modifiye meyve sineği larvalarında kontrol grubundan %83 daha az metilcıva mevcuttu. Benzer şekilde, modifiye edilmiş zebra balıkları da altı gün sonra modifiye edilmemiş meslektaşlarından %64 daha düşük düzeyde zararlı cıva gösterdi. Her iki durumda da, modifiye edilmiş hayvanlar, toksik metilcıvayı çok daha az zehirli elementel cıvaya veya Hg0’a başarıyla dönüştürmüştü.
“Modifiye edilmiş hayvanları test ettiğimizde, vücutlarında cıvadaki yalnızca yarım kadar bulunduğunu, ancak cıvanın çoğunun metilcıvadan çok daha az biyoerişilebilir bir forma sahip olduğunu bulduk,” Macquarie Üniversitesi biyologu Kate Tepper’in bir açıklamasında söyledi.
“Benim için hala sihir gibi geliyor, sentetik biyolojiyi kullanarak en çevre için en zararlı cıva formunu dönüştürüp bir hayvandan buharlaştırabildiğimiz,” diye ekledi Tepper.
Modifiye hayvanları doğaya salmak, istenmeyen sonuçlara yol açabilir
Bilim insanlarının daha geniş çevrelerini yeniden şekillendirmek için genetik olarak değiştirilmiş hayvanları kullandığı ilk kez değil. Yıllardır, araştırmacılar hastalık taşıyan diğer sivrisineklerle eşleşecek kendini sınırlayan genlere sahip modifiye sivrisinekleri tanıtıyorlar. Araştırmacılar ve başlangıçlar, plastikleri yiyen genetik olarak mühendislik yapmış yeni bakterilerin okyanus kirliliğini azaltabileceğine ve belki de insan vücutlarına giren mikroplastikleri azaltmada rol oynayabileceğine dair umutlular. CRISPR-Cas9’da yaşanan son gelişmeler, bilim insanlarının önceki mümkün olmadığı kadar hassas bir şekilde DNA dizilerinde değişiklik yapmalarını sağlayan, bir zamanlar imkansız görünen gen düzenlemesini şimdi rahatça erişilebilir hale getiriyor.
Teknik veya bilimsel olarak mümkün olmak, aynı şey olmak anlamına gelmez. Genetik olarak değiştirilmiş hayvanları doğal ortamlara büyük ölçekte salma çabaları da amaçlarından sapma riski taşır. İnsanların başka bir amacı için doğal olmayan türleri çevreye tanıtmalarının ardında başka popülasyonları yanlışlıkla yok etmeleri uzun bir tarihe sahiptir. Bu konuda endişeler, laboratuvarda gen düzenlemesi yapılmış bir yaratığın tanıtılması durumunda daha da artabilir.
Cıva yiyen sinekler ve balıkların arkasındaki araştırmacılar, en azından şimdilik anlaşılan gibi görünüyor. Organizmalarının kontrolsüz bir şekilde yayılmasını önlemek için bazı güvenlik önlemleri aldıklarını belirtmelerine rağmen, araştırmanın hala erken olduğunu ve geniş çapta uygulamadan önce daha fazla test gerektiğini belirttiler. Yine de, bulgular, en azından teoride, gen düzenlemeyi kullanarak mevcut çevresel sorunları çözmeye yardımcı olmada potansiyeli göstermektedir.
