A Mouse With Two Dads — and a New Frontier for Biology | Katsuhiko Hayashi | TED

Çeviri: Suat Utku Merter Gözden geçirme: Eren Gokce

It is my great pleasure to be here

Bugün burada olup sizinle biyolojiyle ilgili yenilikleri

to share some news from biology today with you.

paylaşmak büyük bir zevk.

So your life and mine starts with this.

Sizin ve benim hayatım şu şekilde başlar:

The union of sperm and egg.

Sperm ve yumurtanın birleşmesi.

The fertilization involves sperm from the father

Döllenme, babadan sperm

and egg from the mother.

ve anneden yumurtayı içerir.

They meet in the usual way,

Her zamanki gibi buluşurlar

and the fertilized egg acquires the potential

ve döllenmiş yumurta siz ve ben gibi bireylere

to give rise to the individuals like you and me.

hayat verme potansiyeline sahip olur.

If you trace back your generations, you are derived from your parents,

Kuşakları takip ederseniz siz, ebeveynlerinizden türediniz

and your parents are derived from your grandparents,

ebeveynleriniz ise büyükanne ve büyükbabanızdan türedi

and so on, in distant past.

ve bu böyle gider.

This perpetuity can only be achieved

Uzak geçmişte bu devamlılık sadece

through what biologists like me call germ cell lineage.

benim gibi biyologların germ hattı dedikleri şeyle gerçekleşebilirdi.

These are the only cells that are immortal

Vücudunuzdaki 200′den fazla türdeki hücre

among more than 200 types of cells in your body.

arasında sadece bunlar ölümsüzdür.

The rest die with you.

Geri kalanı sizinle beraber ölür.

So these immortal germs, called gametes,

Bu gamet denen ölümsüz hücreler

are very important,

çok önemlidir

and we call them germline.

ve bunlara germ hattı deriz.

In our society, this unbroken line is under threat.

Toplumumuzda bu bozulmayan hat tehdit altında.

The present generations are having children later and later,

Şimdiki kuşaklar gittikçe daha geç yaşlarda çocuk sahibi oluyorlar

and the older germ cells are less likely to result in successful fertilization,

ve yaşlı germ hücrelerinin başarılı bir döllenmeye neden olma şansı daha düşük,

which leads to the declining birth rate.

bu da düşen doğum oranlarına neden oluyor.

It's not just the people.

Sadece insanlar değil.

The continuous decrease in the reproductive rate

Büyükbaş hayvanların sürekli düşen üreme oranı

of large livestock

büyük ekonomik kayıplara neden oldu.

has resulted in huge economic losses.

Setting aside the human needs,

İnsan ihtiyaçları bir yana

there are endangered animals down to a few individuals.

sayıları sadece birkaç bireye inen nesli tükenmekte olan hayvanlar da var.

How can we preserve them?

Onları nasıl koruyabiliriz?

That is where the assisted reproductive technology offers hope.

Destekli üreme teknolojisi burada bir umut sunuyor.

Since Robert Edwards successfully combined human germ cells in a dish,

Robert Edwards, insan germ hücrelerini petri kabında başarıyla birleştirdiğinden

more than 20 million babies have been born

beri 20 milyondan fazla bebek

through this technology called in vitro fertilization.

tüp bebek denen bu teknolojiyle doğdu.

However, current assisted reproductive technology

Ancak şimdiki destekli üreme teknolojisi

can only be applied if sperm and egg can be obtained from the body.

sadece sperm ve yumurta vücuttan alınabilirse uygulanabilir.

If not, there are no options available.

Alınamazsa başka seçenek yok.

But I would ask now:

Soruyorum şimdi:

Can we create germ cells in a dish?

Germ hücrelerini petri kabında oluşturabilir miyiz?

So this is a question.

Bu bir soru.

So let's start with how the germ cells form in the body.

Öyleyse, germ hücrelerinin vücutta nasıl oluştuğuyla başlayalım.

After fertilization, a fertilized egg undergoes cell divisions

Döllenmeden sonra, döllenmiş yumurta hücre bölünmesinden geçer

and differentiates into the different cell types.

ve farklı tip hücrelere bölünür.

As it further develops,

Geliştikçe;

original cells, or eventual sperm and egg,

ana hücreler, temel germ hücreleri olarak bilinen

known as the primordial germ cells, emerge.

nihai sperm ve yumurta, oluşur.

These primordial germ cells then differentiate into the primary egg,

Bu temel germ hücreleri,

known as the oocyte, in the female,

kadınlarda oosit olarak bilinen ana yumurtaya

or spermatogonia, the precursor of the sperm in the male.

veya erkeklerde spermin öncüsü olan spermatogoniye dönüşür.

These egg and sperm mature over time,

Bu yumurta ve sperm zamanla gelişir bu da bireyin

which is associated with the sexual maturation of individuals.

cinsel olgunlaşmasıyla ilgilidir.

Now imagine

Şimdi tüm bu sürecin

if this entire process were to occur outside the body.

vücut dışında gerçekleştiğini hayal edin.

So my team and I have been focusing

Ben ve takımım, laboratuvarda gametojenez olarak bilinen tüm bu süreci

on duplicating this entire process in a dish,

petri kabında taklit etmeye odaklandık.

known as in vitro gametogenesis.

The key to generating the germ cells in a dish

Germ hücrelerini petri kabında oluşturmanın anahtarı,

is a type of cells called pluripotent stem cells,

vücuttaki her tür hücreye dönüşebilme yetilerinden dolayı

because they each have the ability to differentiate

pluripotent kök hücreleridir.

into any cell type in the body.

Martin Evans showed that such a pluripotent stem cell

Martin Evans, pluripotent kök hücrelerinin farelerde preimplantasyon embriyosundan

could be derived from preimplantation embryo in mice,

elde edilebileceğini gösterdi

and James Thomson showed it could be done in humans.

ve James Thomson bunun insanlarda da uygulanabileceğini gösterdi.

Based on these breakthroughs,

Bu yeniliklerden yola çıkarak

Shinya Yamanaka showed that any kind of cell in the body

Shinya Yamanaka, herhangi bir vücut hücresinin,

could be turned into the pluripotent stem cells

belirli bir protein grubunun tetiklenmesiyle,

simply by expressing a specific set of proteins.

pluripotent kök hücresine dönüştürülebileceğini gösterdi.

These are called induced pluripotent stem cells,

Bunlara indüklenmiş pluripotent kök hücreler denir

and they possess the same potential as those derived from embryos.

ve embriyolardan elde edilenlerle aynı potansiyele sahiptirler.

By using these pluripotent stem cells, we can hijack the germline.

Bu pluripotent kök hücreleri kullanarak germ hattını yönlendirebiliriz.

During normal development,

Normal gelişim sürecinde

cells receive a signal that guides their differentiation

hücreler, farklı hücre türlerine dönüşümlerini yönlendiren bir sinyal

into the different cell types.

alırlar.

By mimicking the right signals,

Doğru sinyalleri taklit edilerek

pluripotent stem cells can be directed along the pathway

pluripotent kök hücreleri

yumurta ve sperm oluşturacak şekilde yönlendirilebilirler.

to differentiate into the egg and sperm.

This has been successfully demonstrated in our laboratory

Bunu laboratuvarımızda başarıyla gerçekleştirdik,

by using mouse pluripotent stem cells.

fare pluripotent kök hücreleriyle.

By providing appropriate signals,

Doğru sinyallerle

we were able to generate mature eggs

çoğu pluripotent kök hücreden erişkin yumurtalar oluşturabildik.

from most pluripotent stem cells.

Also to achieve this,

Bunu gerçekleştirmek için,

we created a mini ovary from pluripotent stem cells,

pluripotent kök hücrelerini kullanarak

allowing the oocyte to mature outside the body.

oosit’in vücut dışında gelişimini sağlayan küçük bir yumurtalık oluşturduk.

Importantly, eggs produced in a dish are capable of fertilization

Daha da önemlisi, petri kabında üretilen yumurtaların

and giving rise to yet more mice like these.

döllenebilme ve bunlar gibi farelere hayat verme yetisi var.

These looks the same as any other mice.

Herhangi bir fare gibi görünüyorlar.

They grow up, they eat the food, they breed and live long.

Büyüyor, yemek yiyor, çiftleşiyor ve uzun yaşıyorlar.

But in this case, the genetic mother of these mice

Tek farkı genetik annelerinin

is the pluripotent stem cell grown in a dish.

petri kabındaki bir pluripotent kök hücre olması.

With this in vitro gametogenesis,

Laboratuvar ortamında gametojenezle

the process of creating an egg requires only skin cells

yumurta oluşum süreci için sadece cilt hücreleri

or other easily collectable cells from the body, even cells in urine.

veya diğer kolaylıkla elde edilebilen vücut, hatta idrar, hücreleri yeterli.

So this means actually this kind of technology can be applied

Bu, böylesi bir teknolojinin çeşitli memeli türlerine

to the various mammalian species,

-buna insanlar, çiftlik hayvanları, hatta nesli tükenen hayvanlar dahil-

including humans, livestock or even endangered animals.

uygulanabileceği anlamına geliyor.

Several research groups have successfully produced

Birçok araştırma grubu pluripotent kök hücrelerden

the primordial germ cells from pluripotent stem cells

her seferinde öncü germ hücreleri üretebildi.

in all these cases.

Notably, our laboratory is actively involved

Bilhassa laboratuvarımız,

in the repopulation effort for the northern white rhinoceros.

Orta Afrika Beyaz Gergedanı’nın yeniden çoğaltma çabalarına müdahil.

Sadly, there are only two females who remain on this planet.

Ne yazık ki sadece iki dişi kaldı.

We have generated the egg precursors

Orta Afrika Beyaz Gergedanının indüklenmiş pluripotent kök hücrelerinden

from the northern white rhinoceros induced pluripotent stem cells,

oositleri oluşturduk ve şimdi bu öncü hücrelerin olgunlaşıp

and are currently creating a mini ovary system

yumurta olmaları için küçük bir yumurtalık sistemi yaratıyoruz

to mature these precursors into the eggs.

But we can go further than [that].

Ancak bundan da ileriye gidebiliriz.

By using this technology, we can skip the sex-dependent reproduction.

Bu teknolojiyi kullanarak cinsiyete bağlı üremeyi atlayabiliriz.

Today, germ cells have different shape and different function based on the sex.

Günümüzde germ hücreleri cinsiyete bağlı olarak farklı şekil ve fonksiyonlarda.

This difference is genetically made by the sex chromosome.

Bu farklılığa cinsiyet kromozomları genetik olarak neden olur.

In the human, males have an X and Y chromosome,

İnsanlarda, erkeklerde X ve Y

and the females have two X chromosomes.

kadınlarda ise iki X kromozomu vardır.

From a genetic viewpoint,

Genetik olarak

this is the only difference between male and female.

bu erkek ile kadın arasındaki tek farktır.

But in a dish, we can eliminate this difference.

Ancak petri kabında bu farklılığı saf dışı bırakabiliriz.

So our laboratory succeeded in the switching from the XY chromosome

Laboratuvarımız, XY kromozomunu

to the X chromosome.

başarıyla XX kromozomuna döndürebildi.

How did we do that?

Peki bunu nasıl yaptık?

Well, we took the skin cells from the male mice,

Erkek fareden deri hücrelerini aldık

and then made induced pluripotent stem cells,

ve doğal olarak X ve Y kromozomuna sahip

which have X and Y chromosomes, of course.

indüklenmiş pluripotent kök hücreleri oluşturduk.

Then we made a lot of these cells.

Sonra bu hücrelerden çok fazla yarattık.

In some rare populations,

Bazı nadir popülasyonlarda, hücre bölünmesi sırasında

unequal segregation of sex chromosomes occurs during cell division,

seks kromozomlarının eşit olmayan dağılımı oluşur

which means some XY chromosomes become one X chromosome

bu da bazı XY kromozomlarının tek X kromozomlu olup

that then doubles and becomes two X chromosomes.

sonra ikiye katlayıp iki X kromozomu oluşturması demektir.

We picked that very rare population

Bu hücrelerden iki X kromozomu olan

of these cells that have two X chromosomes,

çok nadir bir popülasyonu seçtik

and we made an egg.

ve bir yumurta yaptık.

The egg derived from sex-converted induced pluripotent stem cells

Bu, cinsiyeti değiştirilmiş indüklenmiş pluripotent kök hücrelerinden

behaves exactly [like an] egg from traditional females.

elde edilen yumurta tıpkı geleneksel dişilerinki gibi davranıyor.

We then fertilized the sex-converted egg

Sonra, cinsiyeti değişen yumurtayı sperm ile dölledik

with the sperm,

and this gave rise to typical healthy mice like these.

ve sonucunda bu tipik sağlıklı fareleri elde ettik.

They grow up, they eat the food, they mate and live long,

Büyüyorlar, yiyorlar, çiftleşiyorlar ve uzun yaşıyorlar

just like conventionally bred mice.

tıpkı geleneksel yöntemlerle doğan fareler gibi.

The only difference is these are derived from two dads.

Tek fark bunların iki babadan türemiş olması.

Looking at the history of reproductive technology like this,

Böylesi bir üreme teknolojisinin geçmişine baktığımızda

technologies developed in experimental animals like this

onların deneysel hayvanlarla başlayıp

can eventually be applied to the human and other animals.

zamanla insanlara ve diğer hayvanlara uygulandığını görüyoruz.

Today, the production of egg in a dish, even from traditional male cells,

Bugün petri kabında yumurta üretimi, geleneksel erkek hücrelerinde bile,

open a new possibility for reproduction in the future.

gelecekteki üreme hakkında yeni bir ihtimal sunuyor.

We can create germ cells in a dish,

Petri kabında germ hücreleri yaratabiliriz

and they can come from two fathers, two mothers

ve bunlar iki babadan, iki anneden veya belki diğer

or perhaps other combinations.

kombinasyonlardan gelebilir.

Thank you.

Teşekkür ederim.

(Applause)

(Alkış)