Gene editing can now change an entire species -- forever | Jennifer Kahn

Çeviri: berat güven Gözden geçirme: Figen Ergürbüz

So this is a talk about gene drives,

Bu konuşma gen sürücüleri hakkında

but I'm going to start by telling you a brief story.

ama sizlere kısa bir hikâye anlatarak başlayayım.

20 years ago, a biologist named Anthony James

20 yıl önce, Anthony James adlı bir biyolog

got obsessed with the idea of making mosquitos

sıtma taşımayacak sivrisinekler üretme fikrini

that didn't transmit malaria.

saplantı haline getirdi.

It was a great idea, and pretty much a complete failure.

Bu müthiş bir fikirdi ve neredeyse tam bir başarısızlıktı.

For one thing, it turned out to be really hard

Her şeyden önce, sıtmaya dirençli sivrisinek üretmenin

to make a malaria-resistant mosquito.

çok zor olduğu anlaşılmıştı.

James managed it, finally, just a few years ago,

James nihayet sonunda birkaç yıl önce bunu başardı.

Bunu, sıtma parazitinin sivrisineğin içinde yaşamasını

by adding some genes that make it impossible

olanaksız kılan bazı genler ekleyerek yaptı.

for the malaria parasite to survive inside the mosquito.

But that just created another problem.

Fakat bu, başka bir sorun yarattı.

Now that you've got a malaria-resistant mosquito,

Elindeki sıtmaya dirençli sivrisinekleri,

how do you get it to replace all the malaria-carrying mosquitos?

sıtma taşıyan bütün o sineklerle nasıl yer değiştirebilirsin?

There are a couple options,

Birkaç seçenek var.

but plan A was basically to breed up

A planı; doğruca

a bunch of the new genetically-engineered mosquitos

bir miktar genetiği değiştirilmiş yeni sivrisinek üretip

release them into the wild

onları doğaya salarsın

and hope that they pass on their genes.

ve genlerini aktarmalarını umut edersin.

The problem was that you'd have to release

Sorun şu ki planın başarılı olması için

literally 10 times the number of native mosquitos to work.

yabani sivrisineklerin 10 kat fazlasını doğaya salman gerekir.

So in a village with 10,000 mosquitos,

Yani köyde zaten 10.000 sivrisinek varken

you release an extra 100,000.

100.000 tane de siz salacaksınız.

As you might guess,

Tahmin edeceğiniz gibi

this was not a very popular strategy with the villagers.

köylüler için pek hoş bir yöntem olmazdı.

(Laughter)

(Kahkahalar)

Then, last January, Anthony James got an email

Sonra, geçtiğimiz Ocak'ta, Anthony James,

from a biologist named Ethan Bier.

Ethan Bier adlı bir biyologdan bir e-posta aldı.

Bier said that he and his grad student Valentino Gantz

Bier e-postada öğrencisi Valentino Gantz'la

had stumbled on a tool that could not only guarantee

tesadüfen buldukları bir yöntemin, belirli bir genetik özelliği

that a particular genetic trait would be inherited,

miras olarak almayı garantilemekle kalmayıp

but that it would spread incredibly quickly.

onun çok hızlı yayılmasını da sağladığını söylüyordu.

If they were right, it would basically solve the problem

Eğer söyledikleri doğruysa James ile birlikte

that he and James had been working on for 20 years.

20 yıldır üzerinde çalıştıkları sorun çözülmüş demekti.

As a test, they engineered two mosquitos to carry the anti-malaria gene

Bunu sınamak için sıtma karşıtı gen taşıyan 2 adet sivrisinek

and also this new tool, a gene drive,

ve bu yeni yöntem, bir gen sürücüsü oluşturuldu.

which I'll explain in a minute.

Yöntemi birazdan anlatacağım.

Finally, they set it up so that any mosquitos

Son olarak sıtma karşıtı geni taşıyacak sivrisinekleri

that had inherited the anti-malaria gene

normalde sahip oldukları beyaz gözler yerine

wouldn't have the usual white eyes, but would instead have red eyes.

kırmızı gözlere sahip olacak şekilde düzenlediler.

That was pretty much just for convenience

Bu sayede sivrisinekleri

so they could tell just at a glance which was which.

bir bakışta kolayca ayırt edebileceklerdi.

So they took their two anti-malarial, red-eyed mosquitos

Sıtma karşıtı, kırmızı gözlü iki sivrisineği alıp

and put them in a box with 30 ordinary white-eyed ones,

30 sıradan, beyaz gözlü sinekle aynı kutuya koydular

and let them breed.

ve üremeye bıraktılar.

In two generations, those had produced 3,800 grandchildren.

İki nesil sonra 3.800 torun ortaya çıkmıştı.

That is not the surprising part.

İşin ilginç kısmı bu değil.

This is the surprising part:

İlginç olan kısım şu:

given that you started with just two red-eyed mosquitos

İki kırmızı gözlü ve 30 beyaz gözlü sivrisinekle

and 30 white-eyed ones,

başlandığı için

you expect mostly white-eyed descendants.

çoğunluğu beyaz gözlü bir nesil beklersiniz.

Instead, when James opened the box,

Ama James kutuyu açtığında

all 3,800 mosquitos had red eyes.

3800 sineğin tamamının gözlerinin kırmızıydı olduğunu gördü.

When I asked Ethan Bier about this moment,

O anı Erthan Bier'e sorduğumda

he became so excited that he was literally shouting into the phone.

o kadar heyecanlandı ki telefonda resmen bağırıyordu.

That's because getting only red-eyed mosquitos

Çünkü sadece kırmızı gözlü sivrisinek elde etmek

violates a rule that is the absolute cornerstone of biology,

biyolojinin değişmez esaslarından olan

Mendel Yasalarına aykırıdır.

Mendelian genetics.

I'll keep this quick,

Kısaca anlatayım.

but Mendelian genetics says when a male and a female mate,

Mendel genetiğine göre, erkek ve dişi çiftleştiğinde

their baby inherits half of its DNA from each parent.

yavrular DNA'yı ebeveynlerden yarı yarıya alır.

So if our original mosquito was aa and our new mosquito is aB,

Dolayısıyla, orijinal sivrisineğimiz aa ve yeni sinek aB ise,

where B is the anti-malarial gene,

burada B sıtma karşıtı gen,

the babies should come out in four permutations:

yavrular şu permütasyonla oluşmalıdır:

aa, aB, aa, Ba.

aa, aB, aa, Ba.

Instead, with the new gene drive,

Fakat bunun aksine, yeni gen sürücüyle

they all came out aB.

hepsi aB oldu.

Biologically, that shouldn't even be possible.

Biyolojik olarak bu mümkün değildi.

So what happened?

Peki ne oldu?

The first thing that happened

Birincisi, 2012 yılında

was the arrival of a gene-editing tool known as CRISPR in 2012.

CRISPR diye bilinen bir gen düzenleme yöntemi ortaya çıktı.

Many of you have probably heard about CRISPR,

Pek çoğunuz CRISPR'ı duymuşsunuzdur

so I'll just say briefly that CRISPR is a tool that allows researchers

CRISPR'la ilgili kısaca şunu söyleyeyim

genleri düzenlemeyi hızlı, kolay ve kesin biçimde mümkün kılan bir yöntem.

to edit genes very precisely, easily and quickly.

It does this by harnessing a mechanism that already existed in bacteria.

Bunu, bakterilerde zaten bulunan bir mekanizmayı kullanarak yapıyor.

Basically, there's a protein that acts like a scissors

Makas gibi davranan bir protein var,

and cuts the DNA,

DNA'yı kesiyor,

and there's an RNA molecule that directs the scissors

bir de bu makası genomda

to any point on the genome you want.

istediğiniz herhangi bir noktaya yönlendiren RNA molekülü var.

The result is basically a word processor for genes.

Sonuç, temelde genler için bir kelime işlemcisi gibi.

You can take an entire gene out, put one in,

Tüm bir geni dışarı alıp başka birini koyabilirsin

or even edit just a single letter within a gene.

veya gendeki tek bir harfi de değiştirebilirsin.

And you can do it in nearly any species.

Bunu neredeyse bütün türlerde yapabilirsin.

OK, remember how I said that gene drives originally had two problems?

Peki, gen sürücülerinin iki sorunu var demiştim, hatırladınız mı?

The first was that it was hard to engineer a mosquito

İlki sıtmaya dirençli bir sivrisinek

to be malaria-resistant.

üretmenin zorluğuydu.

That's basically gone now, thanks to CRISPR.

CRISPR sayesinde bu sorun çözüldü.

But the other problem was logistical.

Ama diğer sorun lojistikle ilgiliydi.

How do you get your trait to spread?

Bu özelliği yaymayı nasıl sağlarız?

This is where it gets clever.

İşte burada zekâ gerekiyor.

A couple years ago, a biologist at Harvard named Kevin Esvelt

Birkaç yıl önce Kevin Esvelt adlı Harvard'lı bir biyolog,

wondered what would happen

CRISPR yeni genler yerleştirmekle kalmayıp

if you made it so that CRISPR inserted not only your new gene

aynı zamanda kesme ve yapıştırma süreçlerini içeren

but also the machinery that does the cutting and pasting.

mekanizmayı da yerleştirse ne olur diye düşündü.

In other words, what if CRISPR also copied and pasted itself.

Başka bir deyişle, CRISPR kendisini de kopyalayıp yapıştırsa ne olurdu.

You'd end up with a perpetual motion machine for gene editing.

Gen düzenleyen bir devridaim makinesi elde ederdiniz.

And that's exactly what happened.

Ve olan tam da buydu.

This CRISPR gene drive that Esvelt created

Esvelt'in ürettiği CRISPR gen sürücüsü

not only guarantees that a trait will get passed on,

sadece özelliğin aktarılmasını sağlamakla kalmıyor

but if it's used in the germline cells,

eğer eşey hücrelerinde kullanılırsa

it will automatically copy and paste your new gene

yeni geni otomatik olarak kopyalayıp

into both chromosomes of every single individual.

her bir bireyin her iki kromozomuna da yapıştırıyor.

It's like a global search and replace,

Toplu bir arama ve değiştirme gibi

or in science terms, it makes a heterozygous trait homozygous.

ya da bilimsel deyişle heterozigot özelliğin homozigot yapılması.

So, what does this mean?

Peki bu ne anlama geliyor?

For one thing, it means we have a very powerful,

Bu, öncelikle elimizde çok güçlü fakat aynı zamanda da

but also somewhat alarming new tool.

biraz da ürkütücü yeni bir araç var demek.

Up until now, the fact that gene drives didn't work very well

Gen sürücülerinin şimdiye kadar çok iyi çalışmamış olması

was actually kind of a relief.

aslında bir bakıma iyiydi.

Normally when we mess around with an organism's genes,

Normalde bir organizmanın genleriyle oynadığımızda

onu evrimsel bakımdan daha az uyumlu, daha zayıf hâle getiririz.

we make that thing less evolutionarily fit.

So biologists can make all the mutant fruit flies they want

Bu nedenle biyologlar korkmadan, istedikleri kadar

without worrying about it.

mutant meyve sineği üretebilir.

If some escape, natural selection just takes care of them.

Eğer kaçanlar olursa doğal seçilim onların icabına bakar.

What's remarkable and powerful and frightening about gene drives

Gen sürücülerini güçlü, harika ve aynı zamanda ürkütücü yapan şey ise

is that that will no longer be true.

bunun artık böyle olmayacak olması.

Assuming that your trait does not have a big evolutionary handicap,

Eğer sizin istediğiniz özellik büyük bir adaptasyon engeli oluşturmuyorsa

like a mosquito that can't fly,

örneğin uçamayan sivrisinekler gibi,

the CRISPR-based gene drive will spread the change relentlessly

CRISPR temelli gen sürücüsü,değişimi popülasyondaki her bireye geçirene kadar

until it is in every single individual in the population.

çalışmaya devam edecektir.

Now, it isn't easy to make a gene drive that works that well,

O kadar iyi çalışan bir gen sürücüsü yapmak şu an kolay değil

but James and Esvelt think that we can.

ama James ve Esvelt yapabileceğimizi düşünüyor.

The good news is that this opens the door to some remarkable things.

İyi haber şu ki, bu durum pek çok harika şeye kapı açıyor.

If you put an anti-malarial gene drive

Eğer tek bir sıtma karşıtı gen sürücüyü,

in just 1 percent of Anopheles mosquitoes,

sıtma taşıyan Anofel cinsi sivrisineklerin

the species that transmits malaria,

sadece %1'ine koyarsanız

researchers estimate that it would spread to the entire population in a year.

araştırmacılar, bunun bir sene içinde tüm popülasyona yayılacağını düşünüyor.

So in a year, you could virtually eliminate malaria.

Bir sene içerisinde sıtmayı ortadan kaldırabilirsiniz.

In practice, we're still a few years out from being able to do that,

Pratikte bunu yapabilmek için birkaç yıla daha ihtiyacımız var

ama hâlen günde 1000 çocuk sıtmadan hayatını kaybediyor.

but still, a 1,000 children a day die of malaria.

In a year, that number could be almost zero.

Bir yılda bu sayı neredeyse sıfırlanabilir.

The same goes for dengue fever, chikungunya, yellow fever.

Aynı şey dang humması, chikungunya, sarı humma için de geçerli.

And it gets better.

İşler daha da iyileşiyor.

Say you want to get rid of an invasive species,

Diyelim ki istilacı bir türden kurtulmak istiyorsunuz.

like get Asian carp out of the Great Lakes.

Büyük Gölleri sazanlardan temizlemek gibi

All you have to do is release a gene drive

Yapmanız gereken tek şey, balıkların

that makes the fish produce only male offspring.

sadece erkek yavrulamasını sağlayan bir gen sürücü salmak.

In a few generations, there'll be no females left, no more carp.

Birkaç nesil sonra dişi birey kalmaz ve bu şekilde sazanlar yok olur.

In theory, this means we could restore hundreds of native species

Teoride, nesli tükenmekte olan yüzlerce yerli türü kurtarabileceğimiz

that have been pushed to the brink.

anlamına geliyor.

OK, that's the good news,

Bu iyi haberdi,

şimdi kötü haber.

this is the bad news.

Gene drives are so effective

Gen sürücüleri o kadar etkili ki

that even an accidental release could change an entire species,

kazayla dışarı salınmaları bile bütün bir türü çoğu zaman

and often very quickly.

hızla değişikliğe uğratabilir.

Anthony James took good precautions.

Anthony James sağlam önlemler aldı.

He bred his mosquitos in a bio-containment lab

Sivrisinekleri biyolojik önlemli bir laboratuvarda üretti.

and he also used a species that's not native to the US

Aynı zamanda ABD'de bulunmayan bir türle çalıştı.

so that even if some did escape,

Bu durumda kaçsalar bile

they'd just die off, there'd be nothing for them to mate with.

teker teker ölürlerdi, çiftleşecek eş bulamazlardı.

But it's also true that if a dozen Asian carp with the all-male gene drive

Fakat şu da doğru ki, gen sürücülü, tamamı erkek, bir düzine sazan

accidentally got carried from the Great Lakes back to Asia,

yanlışlıkla Büyük Göller'den Asya'ya taşınırsa

they could potentially wipe out the native Asian carp population.

oradaki yerli sazan popülasyonunu ortadan kaldırabilirler.

And that's not so unlikely, given how connected our world is.

Dünyamız bu kadar birbirine bağlıyken bu çok da imkânsız değil.

In fact, it's why we have an invasive species problem.

Aslına bakarsanız, istilacı tür sorunumuzun nedeni de bu.

And that's fish.

Sonuçta bu bir balık.

Things like mosquitos and fruit flies,

Sivrisinek ve meyve sineği gibi canlıları

there's literally no way to contain them.

zapt etmenin hiçbir yolu yok.

They cross borders and oceans all the time.

Sınırları, okyanusları daima aşıyorlar.

OK, the other piece of bad news

Bir başka kötü haber daha,

is that a gene drive might not stay confined

gen sürücüler, hedef tür dediğimiz türlerle

to what we call the target species.

sınırlı kalmayabilir.

That's because of gene flow,

Bu gen akışından kaynaklanır.

which is a fancy way of saying that neighboring species

Bu, yakın türlerin bazen birbirleriyle çiftleşmesine

sometimes interbreed.

verilen havalı ad.

If that happens, it's possible a gene drive could cross over,

Eğer bu durum meydana gelirse gen sürücü karşı türe geçebilir.

Örneğin Asya sazanları bunu diğer tür sazanlara aktarabilir.

like Asian carp could infect some other kind of carp.

That's not so bad if your drive just promotes a trait, like eye color.

Sürücünüz göz rengi gibi bir özelliği geçiriyorsa bu o kadar da kötü değil.

In fact, there's a decent chance that we'll see

Hatta büyük olasılıkla, yakın gelecekte

a wave of very weird fruit flies in the near future.

çok garip meyve sinekleri göreceğiz.

But it could be a disaster

Ancak eğer sürücünüz

if your drive is deigned to eliminate the species entirely.

bütün bir türü yok etmek üzere tasarlandıysa sonuç felaket olabilir.

The last worrisome thing is that the technology to do this,

Bu teknolojiyle ilgili endişe verici son şey ise

to genetically engineer an organism and include a gene drive,

bir organizmaya gen mühendisliği yapmak ve gen sürücüsü yerleştirmek

is something that basically any lab in the world can do.

aslında dünyadaki her laboratuvarda yapılabilecek bir şey.

An undergraduate can do it.

Bir lisans öğrencisi bunu yapabilir.

A talented high schooler with some equipment can do it.

Bazı araçlara sahip yetenekli bir lise öğrencisi bile yapabilir.

Now, I'm guessing that this sounds terrifying.

Sanıyorum bunlar kulağa ürkütücü geliyor.

(Laughter)

(Kahkaha)

Interestingly though, nearly every scientist I talk to

Yine de ilginç bir şekilde, konuştuğum bilim insanlarının neredeyse hepsi

seemed to think that gene drives were not actually that frightening or dangerous.

gen sürücülerini o kadar da korkutucu veya tehlikeli görüyor gibi değillerdi.

Partly because they believe that scientists will be

Nedeni kısmen, bilim insanlarının onları kullanırken

very cautious and responsible about using them.

çok ihtiyatlı ve dikkatli olacaklarına inanmaları.

(Laughter)

(Gülüşmeler)

So far, that's been true.

Bu şimdiye kadar doğru.

But gene drives also have some actual limitations.

Ancak gen sürücülerinin ayrıca bazı fiili sınırları var.

So for one thing, they work only in sexually reproducing species.

Bunlardan biri, sadece eşeyli üreyen canlılarda çalışması.

So thank goodness, they can't be used to engineer viruses or bacteria.

Şükürler olsun ki virüs ya da bakteri üretmede kullanılamıyorlar.

Also, the trait spreads only with each successive generation.

Ayrıca özellik sadece bir sonraki nesil ile yayılıyor.

So changing or eliminating a population

Yani bir popülasyonu değiştirmek

is practical only if that species has a fast reproductive cycle,

ya da yok etmek ancak o tür, hızlı bir üreme döngüsüne sahipse mümkün,

like insects or maybe small vertebrates like mice or fish.

böcekler gibi ya da fare ve balık benzeri küçük omurgalılar gibi.

In elephants or people, it would take centuries

Filler ya da insanlarda

for a trait to spread widely enough to matter.

bir özelliğin yeterli ölçüde yayılması yüzyıllar alacaktır.

Also, even with CRISPR, it's not that easy to engineer a truly devastating trait.

CRISPR'la bile tamamen yıkıcı bir özellik geliştirmek çok da kolay değil.

Say you wanted to make a fruit fly

Diyelim ki çürümüş meyve yerine

that feeds on ordinary fruit instead of rotting fruit,

taze meyveyle beslenen bir sinek üretmek istedin,

with the aim of sabotaging American agriculture.

amacın Amerikan tarımını sabote etmek.

First, you'd have to figure out

Öncelikle sineğin

which genes control what the fly wants to eat,

yeme davranışını yöneten genleri bulmak zorundasın

which is already a very long and complicated project.

ki bu zaten çok uzun ve karmaşık bir iş.

Then you'd have to alter those genes to change the fly's behavior

Sonra bu genleri

sineğin istediğin davranışı göstereceği biçimde değiştirmelisin.

to whatever you'd want it to be,

which is an even longer and more complicated project.

Bu daha da uzun ve daha karmaşık bir iş.

And it might not even work,

Başarılı olmayabilir de

because the genes that control behavior are complex.

çünkü davranışları düzenleyen genler karmaşıktır.

So if you're a terrorist and have to choose

Diyelim ki bir teröristsin ve seçim yapacaksın,

between starting a grueling basic research program

uzun yıllar çalışma gerektiren

that will require years of meticulous lab work and still might not pan out,

ve sonunda boş çıkabilecek zahmetli bir araştırma programı mı

yoksa bir yerleri havaya uçurmak mı?

or just blowing stuff up?

You'll probably choose the later.

Muhtemelen ikinciyi seçerdin.

This is especially true because at least in theory,

Bu özellikle doğru, çünkü en azından teoride

it should be pretty easy to build what's called a reversal drive.

tersine sürücü denilen şeyi yapmak da oldukça kolay olmalı.

That's one that basically overwrites the change made by the first gene drive.

Esasen ilk gen sürücülerin yaptığı değişiklikleri tekrar düzenliyor.

So if you don't like the effects of a change,

Eğer yaptığın değişikliğin sonuçlarını beğenmediysen

you can just release a second drive that will cancel it out,

onu iptal edecek ikinci bir sürücü salabilirsin,

at least in theory.

en azından teoride.

OK, so where does this leave us?

Peki bu bizi nereye getiriyor?

We now have the ability to change entire species at will.

Artık kendi irademizle türleri değiştirme imkânına sahibiz.

Should we?

Peki yapmalı mıyız?

Are we gods now?

Şimdi biz Tanrı mıyız?

I'm not sure I'd say that.

Bunu demezdim herhâlde.

But I would say this:

Ama şunu derdim:

first, some very smart people

Öncellikle, çok zeki birkaç insan

are even now debating how to regulate gene drives.

gen sürücüleri kurallarını şu anda bile tartışıyorlar.

At the same time, some other very smart people

Aynı anda, diğer birkaç zeki insan da

are working hard to create safeguards,

kendi kendini düzenleyen ya da birkaç nesil sonra

like gene drives that self-regulate or peter out after a few generations.

yok olacak güvenli gen sürücüleri yapmak için çok çalışıyorlar.

That's great.

Bu çok iyi.

But this technology still requires a conversation.

Fakat bu teknolojinin yine de konuşulması gerekiyor.

And given the nature of gene drives,

Gen sürücülerinin gücünü düşünürsek

that conversation has to be global.

bu konuşma küresel olmalı.

What if Kenya wants to use a drive but Tanzania doesn't?

Ya Kenya gen sürücüsü kullanmayı ister ama Tanzanya istemezse?

Who decides whether to release a gene drive that can fly?

Uçabilen bir gen sürücüsünün salınmasına kim karar verecek?

I don't have the answer to that question.

Bu soruya verecek bir cevabım yok.

All we can do going forward, I think,

Bence yapabileceğimiz tek şey ilerlemek,

is talk honestly about the risks and benefits

yararları ve riskleri üzerinde dürüstçe konuşmak

and take responsibility for our choices.

ve seçimlerimizin sorumluluğunu üstlenmek.

By that I mean, not just the choice to use a gene drive,

Demek istediğim, sadece bir gen sürücü kullanma seçeneğini değil,

but also the choice not to use one.

kullanmama seçeneğini de.

Humans have a tendency to assume that the safest option

İnsanlar, en güvenli seçeneğin mevcut durumu korumak olduğunu

is to preserve the status quo.

düşünmeye eğilimlidir.

But that's not always the case.

Ama bu her zaman doğru değil.

Gene drives have risks, and those need to be discussed,

Gen sürücülerin riskleri var ve bunlar tartışılmalı.

but malaria exists now and kills 1,000 people a day.

Fakat sıtma hâlen duruyor ve her gün 1000 kişiyi öldürüyor.

To combat it, we spray pesticides that do grave damage to other species,

Sıtmayla savaşta böcek ilacı püskürtüyoruz ve bu da kuşlar

including amphibians and birds.

ve amfibiler de dahil diğer türlere çok ciddi zarar veriyor.

So when you hear about gene drives in the coming months,

Önümüzdeki aylarda gen sürücüleri hakkında

and trust me, you will be hearing about them,

bir şeyler duyduğunuzda emin olun duyacaksınız,

remember that.

şunu hatırlayın.

It can be frightening to act,

Bir şeyi yapmak korkutucu olabilir

but sometimes, not acting is worse.

ama bazen yapmamak daha kötüdür.

(Applause)

(Alkışlar)