Derleme
BibTex RIS Kaynak Göster

Yeni Genomik Teknikler ve CRISPR-Cas9 Teknolojisi

Yıl 2025, Sayı: 10, 29 - 38

Öz

Genom düzenleme teknolojileri alanında CRISPR-Cas9 (Düzenli Aralıklı Palindromik Tekrar Kümeleri) teknolojisi devrim niteliğinde bir yenilik olup, tüm canlı hücrelerin genomları üzerinde düzenleme yapmaya imkan tanıyan bir uygulamadır. Bu çığır açıcı genom düzenleme yöntemi 2020 yılında, bu alandaki keşiflerinden ötürü Fransız mikrobiyolog Emmanuelle Charpentier ve Amerikalı biyokimyager Jennifer Doudna'ya Nobel Kimya Ödülü’nü kazandırdı. CRISPR-Cas9 teknolojisi, tıp, tarım ve biyoteknoloji gibi birçok alanda geniş bir uygulama potansiyeline sahiptir. Tarım uygulamalarında, bitkilerin besin değerlerinin iyileştirilmesini sağlarken, tıp alanında kanser, HIV ve Orak Hücre Anemisi gibi önemli hastalıkların tedavisinde kullanılmaktadır. Bunların yanı sıra CRISPR teknolojisi, gen düzenlemeleri ile gen aktivasyonu veya baskılaması gibi işlevsel değişiklikler yapmak için de uygulanabilmektedir. Ancak teknolojinin klinik alanda kullanılmasını engelleyen bazı zorluklar mevcuttur; immün yanıtlar, hedef dışı etkiler ve etik sorunlar bu zorluklar arasında yer almaktadır. Avrupa Birliği Komisyonu’nun bu alanda henüz net bir yaklaşım geliştirememesi ve teknolojinin pratikteki uygulamaları için daha fazla iyileştirme gerekliliği, bu sorunların başlıcalarıdır. Bu derleme, CRISPR-Cas9 teknolojisinin potansiyelini ve karşılaştığı zorlukları ele alarak, gelecekteki gelişim ve uygulamalarına dair bilgiler sunmaktadır.

Kaynakça

  • Acar, B. O., Cengiz, G. ve Göncüoğlu, M. (2023). Vancomycin-Variable Enterococci in Sheep and Cattle Isolates And Whole-Genome Sequencing Analysis of Isolates Harboring vanM and vanB Genes. Irani̇an Journal of Veteri̇nary Research, (24), 182-192. https://doi.org/10.22099/ijvr.2023.47465.6855
  • Ansorı̇, A. N., Antonı̇us, Y., Susı̇lo, R. J., Hayaza, S., Kharı̇sma, V. D., Saklanı̇, T., Rebezov, M., Ullah, M. E., Maksı̇mı̇uk, N., Derkho, M. ve Burkov, P. (2023). Application of CRISPR-Cas9 genome editing technology in various fields: a review. Narra J, 3(2), e184. https://doi.org/10.52225/narra.v3i2.184
  • Asmamaw, M. ve Zawdı̇e, B. (2021). Mechanism and applications of CRISPR-Cas9-mediated genome editing. Bi̇ologi̇cs, (15), 353-361. https://doi.org/10.2147/BTT.S326422
  • Barrangou, R. ve Horvath, P. (2012). CRISPR: New horizons in phage resistance and strain identification. Annual Review of Food Science and Technology, 3, 143-162. https://doi.org/10.1146/annurev-food-022811-101134
  • Barrangou, R., Coûté-Monvoı̇sı̇n, A., Stahl, B., Chavı̇chvı̇ly, I., Damange, F., Romero, D. A., Boyaval, P., Fremaux, C. ve Horvath, P. (2013). Genomic impact of CRISPR immunization against bacteriophages. Bi̇ochemi̇cal Soci̇ety Transacti̇ons, 41(6), 1383–1391. https://doi.org/10.1042/bst20130160
  • Barrangou, R., Fremaux, C., Deveau, H., Rı̇chards, M., Boyaval, P., Moı̇neau, S., Romero, D. A. ve Horvath, P. (2007). CRISPR provides acquired resistance against viruses in prokaryotes. Sci̇ence, 315(5819), 1709-1712. https://doi.org/10.1126/science.1138140
  • Cao, J., Xı̇ao, Q. ve Yan, Q. (2018). The multiplexed CRISPR targeting platforms. Drug Discovery Today: Technologies, 28, 53-61. https://doi.org/10.1016/j.ddtec.2018.01.001
  • Caplan, A. L., Parent, B., Shen, M. ve Plunkett, C. (2015). No time to waste--the ethical challenges created by CRISPR: CRISPR/Cas, being an efficient, simple, and cheap technology to edit the genome of any organism, raises many ethical and regulatory issues beyond the use to manipulate human germ line cells. Embo Reports, 16(11), 1421-1426. https://doi.org/10.15252/embr.201541337
  • Coller, B. S. (2019). Ethics of human genome editing. Annual Revi̇ew of Medi̇ci̇ne, 70, 289-305. https://doi.org/10.1146/annurev-med-112717-094629
  • Cong, L., Ran, F. A., Cox, D., Lı̇n, S., Barretto, R., Habı̇b, N., Hsu, P. D., Wu, X., Jı̇ang, W., Marraffı̇nı̇, L. A. ve Zhang, F. (2013). Multiplex genome engineering using CRISPR/Cas systems. Sci̇ence, 339(6121), 819-823. https://doi.org/10.1126/science.1231143
  • Domı̇nguez, A. A., Lı̇m, W. A. ve Qı̇, L. S. (2016). Beyond editing: repurposing CRISPR- Cas9 for precision genome regulation and interrogation. Nature Revi̇ews Molecular Cell Bi̇ology, 17, 5-15. https://doi.org/10.1038/nrm.2015.2
  • Doudna, J. A. ve Charpentier, E. (2014) The New Frontier of Genome Engineering with CRISPR-Cas9. Science, 346(6213). Article ID: 1258096. https://doi.org/10.1126/science.1258096
  • Eş, İ., Gavahı̇an, M., Martı̇-Quı̇jal, F. J., Lorenzo, J. M., Khaneghah, A. M., Tsatsanı̇s, C., Kampranı̇s, S. C. ve Barba, F. J. (2019). The application of the CRISPR-Cas9 genome editing machinery in food and agricultural science: current status, future perspectives, and associated challenges. Bi̇otechnology Advances, 37(3), 410-421. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2019.02.006
  • Hsu, P. D., Scott, D. A., Weı̇nsteı̇n, J. A., Ran, F. A., Konermann, S., Agarwala, V., Lı̇, Y., Fı̇ne, E. J., Wu, X., Shalem, O., Cradı̇ck, T. J., Marraffı̇nı̇, L. A., Bao, G. ve Zhang, F. (2013). DNA targeting specificity of RNA-guided Cas9 nucleases. Nature, 31, 827–832. https://doi.org/10.1038/nbt.2647
  • Jı̇nek, M., Chylı̇nskı̇, K., Fonfara, I., Hauer, M., Doudna, J. A. ve Charpentı̇er, E. (2012). A programmable dual-RNA-guided DNA endonuclease in adaptive bacterial immunity. Sci̇ence, 337(6096), 816-821. https://doi.org/10.1126/science.1225829
  • Kahrmann, J. ve Leggewi̇e, G. (2024). European commission’s plans for a special regulation of plants created by new genomic techniques . European Papers, (9), 21-38. https://doi.org/10.15166/2499-8249/740
  • Koonı̇n, E. V. ve Makarova, K. S. (2017). Mobile genetic elements and evolution of CRISPR- Cas systems: all the way there and back. Genome Bi̇ology and Evoluti̇on, 9(10), 2812- 2825. https://doi.org/10.1093/gbe/evx192
  • Ledford, H. (2015). CRISPR, the disruptor. Nature, 522(7554), 20-24. https://doi.org/10.1038/522020a
  • Lı̇u, N. ve Olson, E. N. (2022). CRISPR modeling and correction of cardiovascular disease. Ci̇rculati̇on Research, 130(12), 1827-1850. https://doi.org/10.1161/circresaha.122.320496
  • Manı̇, I. (2021). CRISPR-Cas9 for treating hereditary diseases. Progress In Molecular Bi̇ology and Translati̇onal Sci̇ence, 181, 165-183. https://doi.org/10.1016/bs.pmbts.2021.01.017
  • Mı̇ntz, R. L., Gao, M. A., Lo, K., Lao, Y., Lı̇, M. ve Leong, K. W. (2018). CRISPR technology for breast cancer: diagnostics, modeling, and therapy. Advanced Bi̇osystems, 2(11), 1800132. https://doi.org/10.1002/adbi.201800132
  • O'Connell, M. R., Oakes, B. L., Sternberg, S. H., East-Seletsky, A., Kaplan, M. ve Doudna, J. A. (2014). Programmable RNA recognition and cleavage by CRISPR/Cas9. Nature, 516, 263-266. https://doi.org/10.1038/nature13769
  • Okolı̇, A. S., Blı̇x, T., Myhr, A. I., Xu, W. ve Xu, X. (2022). Sustainable use of CRISPR/Cas in fish aquaculture: the biosafety perspective. Transgeni̇c Research, 31, 1-21. https://doi.org/10.1007/s11248-021-00274-7
  • Oye, K. A., Esvelt, K., Appleton, E., Catteruccı̇a, F., Church, G., Kuı̇ken, T., Lı̇ghtfoot, S. B., Mcnamara, J., Smı̇dler, A. ve Collı̇ns, J. P. (2014). Biotechnology. Regulating gene drives. Sci̇ence, 345(6197), 626-628. https://doi.org/10.1126/science.1254287
  • Parums, D. V. (2024). First regulatory approvals for CRISPR-Cas9 therapeutic gene editing for sickle cell disease and transfusion-dependent β-thalassemia. Medical Sci̇ence Moni̇tor, 30, e944204. https://doi.org/10.12659/MSM.944204
  • Rabaan, A. A., Alsaihati, H., Bukhamsin, R., Bakhrebah, M. A., Nassar, M. ve Alsaleh, A. (2023). Application of CRISPR/Cas9 Technology in Cancer Treatment: A Future Direction. Current Oncology, 30(2), 1954–1976. https://doi.org/10.3390/curroncol30020152
  • Ran, F. A., Hsu, P. D., Wrı̇ght, J., Agarwala, V., Scott, D. A. ve Zhang, F. (2013). Genome engineering using the crispr-cas9 system. Nature Protocols, 8, 2281–2308. https://doi.org/10.1038/nprot.2013.143
  • Rı̇croch, A., Claı̇rand, P. ve Harwood, W. (2017). Use of crispr systems in plant genome editing: toward new opportunities in agriculture. Emergi̇ng Topi̇cs in Li̇fe Sci̇ences, 1(2), 169-182. https://doi.org/10.1042/etls20170085
  • Roger, C. R., Thibier, M. ve Toppan, A. (2024). It is time to review the EU’s outdated rules on GMOs. Erişim adresi (12 Kasım 2024): https://www.europeanscientist.com/en/features/it-is-time-to- review-the-eus-outdated-rules-on-gmos-interview.
  • Sander, J. D. ve Joung, J. K. (2014). CRISPR-Cas systems for editing, regulating and targeting genomes. Nature Bi̇otechnology, 32(4), 347-355. https://doi.org/10.1038/nbt.2842
  • Scheben, A., Wolter, F., Batley, J., Puchta, H. ve Edwards, D. (2017). Towards CRISPR/Cas crops - bringing together genomics and genome editing. The New Phytologi̇st, 216(3), 682-698. https://doi.org/10.1111/nph.14702
  • Schuster, F., Aldag, P., Frenzel, A., Hadeler, K., Lucas-Hahn, A., Nı̇emann, H. ve Petersen, B. (2020). Crispr/cas12a mediated knock-in of the polled celtic variant to produce a polled genotype in dairy cattle. Sci̇enti̇fi̇c Reports, 10. https://doi.org/10.1038/s41598- 020-70531-y
  • Selle, K. ve Barrangou, R. (2015). CRISPR-based technologies and the future of food science. Journal of Food Sci̇ence, 80(11), R2367-R2372. https://doi.org/10.1111/1750-3841.13094
  • Shan, Q., Wang, Y., Lı̇, J., Zhang, Y., Chen, K., Lı̇ang, Z., Zhang, K., Lı̇u, J., Xı̇, J. J., Qı̇u, J. ve Gao, C. (2013). Targeted genome modification of crop plants using a CRISPR-Cas system. Nature Bi̇otechnology, 31, 686-688. https://doi.org/10.1038/nbt.2650
  • Shı̇n, J. W. ve Lee, J. (2017). The prospects of CRISPR-based genome engineering in the treatment of neurodegenerative disorders. Therapeuti̇c Advances in Neurologi̇cal Di̇sorders. https://doi.org/10.1177/1756285617741837
  • Sireli, U. T. (2024). Avrupa Birliği’nin Yeni Genomik Tekniklere Bakışı.
  • Wang, J. Y. ve Doudna, J. A. (2023). CRISPR technology: a decade of genome editing is only the beginning. Sci̇ence, 379(6629), eadd8643. https://doi.org/10.1126/science.add8643
  • Weı̇, Y., Zhao, Z. ve Ma, X. (2022). Description of CRISPR-Cas9 development and its prospects in human papillomavirus-driven cancer treatment. Fronti̇ers in Immunology, 13, 1037124. https://doi.org/10.3389/fimmu.2022.1037124
  • Wolt, J. D., Wang, K. ve Yang, B. (2016). The regulatory status of genome-edited crops. Plant Bi̇otechnology Journal, 14(2), 510-518. https://doi.org/10.1111/pbi.12444
  • Xue, C. ve Greene, E. C. (2021). DNA repair pathway choices in CRISPR-Cas9-mediated genome editing. Trends in Genetics, 37(7), 639-656. https://doi.org/10.1016/j.tig.2021.02.008
  • Yan, S., Tu, Z., Lı̇, S. ve Li, X. J. (2018). Use of CRISPR/Cas9 to model brain diseases. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Bi̇ologi̇cal Psychi̇atry, 81(2), 488-492. https://doi.org/10.1016/j.pnpbp.2017.04.003
  • Zhang, H. ve Mccarty, N. (2016). CRISPR-Cas9 technology and its application in haematological disorders. Bri̇ti̇sh Journal of Haematology, 175(2), 208-225. https://doi.org/10.1111/bjh.14297
Toplam 42 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Veteriner Bilimleri (Diğer)
Bölüm Derlemeler
Yazarlar

Batuhan Berk Yilmaz 0009-0005-5478-9195

Ufuk Tansel Sireli 0000-0001-6180-0755

Erken Görünüm Tarihi 30 Eylül 2025
Yayımlanma Tarihi 15 Ekim 2025
Gönderilme Tarihi 25 Mart 2025
Kabul Tarihi 30 Eylül 2025
Yayımlandığı Sayı Yıl 2025 Sayı: 10

Kaynak Göster

APA Yilmaz, B. B., & Sireli, U. T. (2025). Yeni Genomik Teknikler ve CRISPR-Cas9 Teknolojisi. Akademik Et ve Süt Kurumu Dergisi(10), 29-38.