Transgenik terimi, 1981’de ilk kez J.W. Gordon ve F.H. Ruddle tarafından kullanıldıktan sonra genetiği değiştirilmiş hayvanlarla ilgili çalışmalar büyük bir hızla artış göstermiştir. Gelişim biyolojisi ve genetik mühendisliğinin karşılıklı katkıları da tekniklerin hızlı bir şekilde geliştirilmesine olanak sağlamıştır. 

Transgenik hayvan modelleri genellikle belirli bir genin aşırı ekspresyonunun hayvanın fizyolojik süreçleri üzerindeki etkisini incelemek için DNA’larına bir transgen ekleyerek bilimsel araştırma için üretilir. Bazen araştırılan gen, normal vücut metabolizması üzerindeki etkisini belirlemek için devre dışı bırakılır. Tek bir genin ifadesini seçici olarak kaldırma veya değiştirme yeteneği, bilim insanlarının genetik yolları incelemesine, analiz etmesine ve proteinlerin hücresel veya biyokimyasal özelliklerini manipüle etmesine izin vererek araştırmalarda devrim yarattı. Transgenik hayvanlar hastalığı modellemek, ilaçların toksik etkilerini değerlendirmek ve biyolojik süreçleri çözmek için güçlü bir araç haline geldi. 

Transgenik

Transgenik Hayvan Oluşturmak

Transgenik hayvanlar, çeşitli teknikler kullanılarak oluşturulabilir. Memelilerde başarılı olduğunu kanıtlayan ilk teknik olan mikroenjeksiyon, önce farelerde ardından sıçanlar, tavşanlar, koyunlar, domuzlar ve balıklar gibi diğer türlere uygulandı. Retrovirüs aracılı gen transferi ve embriyonik kök hücre aracılı gen transferi gibi teknikler geliştirildi.

  • Mikroenjeksiyon

Popüler tekniklerden biridir ve aynı türün başka bir üyesinden veya farklı bir türden seçilen bir gen yapısının döllenmiş bir yumurtanın pronükleusuna doğrudan mikroenjeksiyonunu içerir. Hayvanların çok az bir yüzdesi istenen transgenle doğar.

transgenik
Döllenmeden sonra, yumurta bir mikrotüp emme cihazı ile sabit tutulurken, transgenin (yeşil) birçok kopyasını içeren bir çözelti, bir mikropipet kullanılarak erkek pronükleusa (mavi) enjekte edilir.
  • Embriyonik kök hücre transferi

Bu yöntem, embriyonik kök hücrelerin homolog rekombinasyon yoluyla istenen DNA sekansının önceden eklenmesini içerir. Kök hücreler, herhangi bir hücre tipine dönüşme ve bu nedenle tam bir organizmaya yol açma potansiyeline sahip farklılaşmamış hücrelerdir. Bu hücreler daha sonra blastosist gelişim aşamasında bir embriyoya dahil edilir. Embriyonik kök hücre aracılı gen transferi, nakavt yöntemi olarak adlandırılan gen inaktivasyonu için tercih edilen yöntemdir.

transgenik
Transgen embriyonik kök hücrelere dahil edildikten sonra bu hücreler bölünmeye bırakılabilir veya bir blastosiste enjekte edilebilir ve normal bir şekilde büyümesi için bir konağın rahmine yerleştirilebilir.
  • Retrovirüs aracılı gen transferi

Retrovirüsler, genetik materyali hücreye aktarmak için vektörler olarak yaygın bir şekilde kullanılır ve konakçı hücreleri enfekte etme yeteneklerinden yararlanılır. Transgenin iletimi ancak retrovirüs bazı germ hücrelerine entegre olursa mümkündür.

Etik Sorunlar ve Endişeler

Transgenik hayvan çalışmaları, etik sorunları da beraberinde getirmektedir. Etik olmadığını savunan görüşlere göre bu çalışmalar “Tanrı’yı oynamak” anlamına gelir ve hayvanın bütünlüğüne müdahale edildiği düşünülmektedir. Transgenik çalışmalarla ilgili endişeler de söz konusudur. Deney hayvanlarının çalışma ortamından kaçması veya çiftleşmesi istenmeyen bir durumdur ve gerekli önlemler alınarak bunların önüne geçilmelidir.

1980’lerin başında Harvard Tıp Fakültesi’ndeki araştırmacılar, tümörlerin büyümesini tetikleyebilecek bir onkogen uygulayarak, kansere karşı oldukça duyarlı olan genetiği değiştirilmiş bir fare ürettiler. OncoMouse, kanser araştırmalarını ilerletmek için önemli bir araç olarak düşünüldü. Harvard, Amerika ve diğer bazı ülkelerde patent koruması istedi. Tıbbi araştırma amacıyla kanser geliştirmek için genetiği değiştirilmiş OncoMouse, patent otoriteleri için karmaşık etik sorunları gündeme getirdi. OncoMouse üzerindeki çalışmaların çoğu tümörlerin erken gelişimine odaklandığı için farenin dayanılmaz acıya maruz kalması da yapılan çalışmalarda ortaya çıkan bir sorundu.

Transgenik çalışmalar, klonlama ile karıştırılmamalıdır. Klonlama, canlı bir organizmanın DNA’sını kullanarak tam bir kopyasının oluşmasını ifade eder. 1996 yılında koyun Dolly, Roslin Enstitüsü’nde yetişkin bir koyundan alınan somatik bir hücre kullanılarak yapılan klonlama deneylerinin bir sonucu olarak doğdu.

transgenik

Küçük boyutları, düşük barınma maliyetleri, kısa nesil süreleri ve iyi tanımlanmış genetikleri nedeniyle fareler, transgenik alanında daha çok kullanılır hale geldi. Günümüzde obezite, kalp hastalığı, diyabet, anksiyete, yaşlanma, kanser, Alzheimer ve Parkinson hastalıklarını incelemek için model olarak kullanılıyor. Transgenik hayvanların gelişimi, transgenik hayvanların yaratılmasında yer alan adımların sayısını büyük ölçüde azaltan yeni gen düzenleme aracı CRISPR’ın ortaya çıkmasıyla son zamanlarda değişime uğradı. Bunun sayesinde tüm süreç çok daha hızlı ve daha az maliyetli hale geldi.

Kaynakça: 1, 2

Editör: Efe Şen