10 Haziran 2025 • Pesach Benson

Kudüs, 10 Haziran 2025 (TPS-IL) — İsrailli ve Çinli bilim insanları, domates bitkilerinde boyut, şekil, lezzet, besin kullanımı ve hastalıklara karşı direnç gibi karmaşık özellikleri başarıyla değiştiren çığır açıcı bir genetik düzenleme yöntemi geliştirdi.

Tel Aviv Üniversitesi Salı günü yaptığı açıklamada, domateslerin lezzetini, besin kullanımını ve sıcaklık ile kuraklığa karşı direncini iyileştiren bir yöntem geliştirdiğini duyurdu.

CRISPR-Cas9 teknolojisinin geliştirilmiş bir biçimini kullanan bu yöntem, bitki genomlarının karmaşık ve yedekli doğası nedeniyle tarım biliminde uzun süredir devam eden bir zorluk olan birden fazla genin eş zamanlı düzenlenmesine olanak tanıyor. Hakemli dergi *Nature Communications*’da yakın zamanda yayınlanan bir çalışmada araştırmacılar, lezzet, şekil ve besin kullanımı gibi domateslerdeki temel özellikleri etkileme yeteneğini gösterdiler.

Araştırmacılar, “Mısır bitkilerinde genetik düzenleme karmaşık bir süreçtir. Yöntemimiz büyük zorlukların üstesinden geliyor ve hastalıklara ve kuraklığa karşı direnç gibi çeşitli özellikleri farklı tarla bitkilerinde incelemek ve etkilemek için kullanılabilir” dedi.

Proje, Tel Aviv Üniversitesi Bitki Bilimleri ve Gıda Güvenliği Okulu’ndan Profesörler Eilon Shani ve Itay Mayrose ile doktora öğrencisi Amichai Berman tarafından yönetildi. Beijing’deki Çin Bilimler Akademisi Üniversitesi’nden Ning Su ve Dr. Yuqin Zhang ile İsrailli tarım-teknoloji şirketi NetaGenomiX’ten Dr. Osnat Yanai ile işbirliği yaptılar.

CRISPR, Kümelenmiş Düzenli Aralıklı Kısa Palindromik Tekrarlar anlamına gelir. Bilim insanlarının genleri hassas ve verimli bir şekilde düzenlemelerini sağlayan güçlü bir araçtır. Moleküler makas gibi çalışır: özel bir protein (genellikle Cas9), küçük bir RNA parçası tarafından DNA’daki belirli bir konuma yönlendirilir. Hedefini bulduğunda bir kesik yapar ve araştırmacıların belirli genleri çıkarmasına, devre dışı bırakmasına veya değiştirmesine olanak tanır.

Ancak, bitkiler gibi karmaşık organizmalarda, birçok gen benzer işlevlere sahip benzer gen ailelerine aittir. Bu, genetik yedeklilik olarak bilinen bir zorluk yaratır – bir gen düzenlendiğinde, aynı ailedeki başka bir gen telafi edebilir, bu da herhangi bir değişikliği görmeyi zorlaştırır.

Atılım, iki büyük yeniliğe odaklanıyor. İlk olarak, araştırmacılar binlerce geni aynı anda hedefleyebilen bir sistem geliştirerek CRISPR-Cas9’un ölçeklenebilirliğini geliştirdiler.

Berman, “İkinci genetik yedeklilik sorununu ele almak için, benzer gen ailelerinin tamamını eş zamanlı olarak değiştirmeyi amaçladık. Önceki bir çalışmada, hedef genlerin bir listesini alan ve istenen değişikliği indüklemek için her biri için – veya benzer genlerden oluşan bir grup için – benzersiz bir CRISPR birimi belirleyen özel bir algoritma geliştirdik. Bu, kapsamlı CRISPR kütüphaneleri oluşturmamızı sağladı.” dedi.

Bu araştırmada bilim insanları, domates genomundaki belirli bir geni veya benzer gen grubunu hedeflemek üzere tasarlanmış özelleştirilmiş gen düzenleme araçlarından oluşan büyük bir koleksiyon olan bir CRISPR kütüphanesi oluşturdular. Bu CRISPR kütüphanesi, binlerce geni yüzlerce bitki üzerinde eş zamanlı olarak düzenleyerek bilim insanlarının yedeklilik sorununu aşmasını sağladı. Her bitki benzersiz bir genetik değişikliğe sahipti, bu da araştırmacıların hangi değişikliklerin tatlılık, meyve şekli veya hastalıklara karşı direnç gibi özelliklerde farklılıklara yol açtığını gözlemlemesine olanak tanıdı.

Algoritmanın önceki testleri model bitki *Arabidopsis thaliana*’da başarılı olsa da, yeni çalışma bunun bir ürün türünde ilk uygulamasıdır. Ekip, domates genomu için tasarlanmış yaklaşık 15.000 benzersiz gen düzenleme birimi içeren 10 CRISPR kütüphanesi oluşturdu. Ardından, her biri farklı bir gen grubunda değiştirilmiş yaklaşık 1.300 domates bitkisine bu değişiklikleri uyguladılar.

İsrailli şirket NetaGenomiX, teknolojiyi ticarileştirmek için bir lisans aldı. Amaç, iklim değişikliğine daha iyi dayanabilen ve hem çiftçiler hem de tüketiciler için somut faydalar sağlayan geliştirilmiş, GDO’suz ürünler geliştirmektir.

Berman, “Araştırmamızın çok çeşitli ürünler için geliştirilmiş çeşitlerin ıslahının kapısını araladığına ve aynı zamanda genel olarak bitki bilimi alanını ilerlettiğine inanıyoruz. Takip çalışmalarında, domates ve pirinçte ek seçilmiş özellikler geliştirmek için çalışıyoruz” diye ekledi.