Akıllı Rehber RNA'lar Kişiselleştirilmiş Tıp Çağını Açabilir mi?

Rehberler genellikle turistlere yol tarifi konusunda yardımcı olur, ancak bireysel ilgilere göre kişiselleştirilmiş hizmetler sunarlarsa deneyim büyük ölçüde geliştirilebilir. Son zamanlarda araştırmacılar, enzimleri yönlendiren kılavuz RNA'ları, çeşitli sinyallere yanıt olarak ağları kontrol edebilen akıllı RNA'lara dönüştürdüler. Bu yenilikçi araştırma akademik camiada büyük ilgi görüyor.

POBTEK Yaşam Bilimleri Bölümü'nden Profesör Jongmin Kim ve doktora adayları Hansol Kang ve Dongwon Park'tan oluşan bir araştırma ekibi, çoklu sinyal işleme kılavuzu RNA geliştirdi. Bu kılavuz RNA, gen ifadesini mantıksal olarak düzenlemek üzere programlanabiliyor.

Genellikle "gen makası" olarak adlandırılan CRISPR/Cas sistemi, biyolojik fonksiyonları eklemek veya silmek için gen dizilerini düzenleyebilen bir teknolojidir. Genetik hastalıkların tedavisi ve mahsullerin genetik mühendisliği gibi çeşitli alanlarda kullanılan bu teknolojinin merkezinde, enzimi belirli bir konumdaki gen dizisini düzenlemesi için yönlendiren bir kılavuz RNA bulunur. RNA mühendisliğindeki ilerlemeler, biyolojik sinyallere yanıt veren kılavuz RNA'lara yönelik araştırmaları teşvik etse de, birden fazla sinyale yanıt verecek gen ağlarının hassas kontrolünü sağlamak hâlâ zorlu olmaya devam ediyor.

Bu çalışmada ekip, bu sınırlamaların üstesinden gelmek için CRISPR/Cas sistemini biyobilgi işlemle birleştirdi. Biyobilgi işlem, hücresel ve organizmal aktiviteleri programlamak için elektronik devreler gibi biyolojik bileşenleri birbirine bağlayan bir teknoloji. Araştırmacılar, sayısallaştırılmış sinyal operasyonlarında giriş-çıkış ilişkilerinin temel temsillerinden biri olan Boolean mantık kapısına benzer şekilde, girişlere dayalı karar verme yeteneğine sahip bir kılavuz RNA gen devresi uyguladılar.

Ekip, E. coli metabolizması ve hücre bölünmesinde yer alan temel genleri başarıyla kontrol ederek, çeşitli sinyalleri ve karmaşık girdileri işlemek için birden fazla mantık kapısını birleştirme yeteneğini ortaya koydu. Bu devreyi hücre morfolojisini ve metabolik akışları uygun seviyede kontrol etmek için kullandılar.

POBTEK'ten Profesör Jongmin Kim şunu belirtti: “Araştırma, hastalıklarla ilgili karmaşık genetik devreler içindeki biyolojik sinyallere dayalı gen terapilerinin kesin tasarımını mümkün kılabilir. RNA moleküler mühendisliği, yazılım tabanlı yapı tasarımının basitliğine olanak tanıyor ve bu da kanser, genetik bozukluklar, metabolik hastalıklar ve daha fazlası için kişiselleştirilmiş tedavilerin geliştirilmesini önemli ölçüde ilerletecek.”