Diyelim ki bir doktorsunuz ve hastanıza belli bir kan grubundan kan gerekiyor; ancak kan bankanızda bu grubun kanından hiç yok. Ne yapacaksınız? Bu büyük sorun, bilim insanlarının uzun bir süredir kafasını meşgul ediyordu. Ancak bir türlü çözüm bulunamıyordu. Ta ki şimdiye kadar…
British Columbia Üniversitesi’nden bilim insanları, Kan Araştırmaları Merkezi’nden araştırmacılarla güçlerini birleştirerek bir enzim yarattılar. Bu enzimin, kan uyuşmazlığı sorununu kökünden çözebileceği düşünülüyor! Enzim, A ve B tipi kan gruplarında bulunan ve “antijenler” olarak bilinen şekerleri keserek, kanın yapısını O kan grubuna benzetebiliyor. O kan grubu da “evrensel verici” kan grubu olarak bilindiği için, yani diğer bütün kan gruplarına kan verebildiği için, kan uyuşmazlığı sorunu çözülmüş oluyor. Araştırmanın baş yazarı ve üniversitenin Kimya Bölümü’nde doktora sonrası araştırmacısı olan David Kwan, şöyle söylüyor:
“A ve B kan gruplarındaki şekerleri çok verimli bir şekilde kesebilen, mutant bir enzim yaratmayı başardık. Dahası bu enzim, onu üretmek için kullandığımız atasal enzime kıyasla A grubu antijenlerin alt tiplerini yok etmek konusunda da çok daha başarılı.”
Bu güçlü enzimi yaratmak için bilim insanları evrimsel biyolojiden faydalandılar. Kullandıkları yönteme “yönlendirilmiş evrim” adı veriliyor. Bunu yapmak için uzmanlar enzimleri kodlayan genlere mutasyonlar ekliyorlar. Bu mutant genlerden üretilen enzimler, diğerlerine göre birazcık daha farklı çalışıyorlar. Sonrasında bunlar arasından en uyumlu ve en işe yarar olanlar seçiliyor, çoğaltılıyor, tekrar mutasyona uğratılıyor, tekrar test ediliyor, tekrardan en başarılılar seçiliyor ve tekrar çoğaltılıyor. Bu işlem sürekli tekrarlanarak atasal formlara kıyasla çok daha başarılı, çok daha güçlü, çok daha işlevsel enzimler yaratılabiliyor. Yani doğadaki evrim yasası ve onun mekanizmalarından biri olan Yapay Seçilim, enzim seviyesinde uygulanıyor. Bu araştırma, evrimin gücünü de tekrardan gözler önüne seriyor: araştırmacılar, sadece 5 nesilde, atasal formlarına göre tam 170 kat daha verimli enzimler evrimleştirmeyi başardılar!
Evrim sayesinde ürettikleri bu enzimi kullanan araştırmacılar, A ve B tipi kan grubundaki antijenlerin çok büyük bir kısmını yok etmeyi başardılar. Ancak bu enzimin klinik uygulamaya konulabilmesi için, öncelikle bütün antijenlerden tamamen kurtulabilmeleri gerekiyor. Yani “büyük bir kısmı”, şu etapta onlar için yeterli değil. Savunma sistemi antijenlere karşı çok hassastır ve çok az miktarda antijen bile savunma sistemini tetikleyebilir. Bu da, “kan uyuşmazlığı” olarak bilinen bir dizi kimyasal tepkimeyi tetikler ve ölümle bile sonuçlanabilecek sorunları doğurabilir.
Hazırlayan: ÇMB (Evrim Ağacı)
Kaynak:
- University of British Columbia
- David H. Kwan, Iren Constantinescu, Rafi Chapanian, Melanie A. Higgins, Miriam P Kötzler, Eric Samain, Alisdair B. Boraston, Jayachandran N. Kizhakkedathu, and Stephen G. Withers Toward Efficient Enzymes for the Generation of Universal Blood through Structure-Guided Directed Evolution
J. Am. Chem. Soc., 2015, 137 (17), pp 5695–5705DOI: 10.1021/ja5116088Publication Date (Web): April 14, 2015
