2012 yılı itibariyle geliştirilmeye başlanan CRISPR-Cas gen düzenleme sisteminin, geçen yedi yılda birçok yeni nesil versiyonları üretildi. Ancak şimdiye kadar bu sistemin hiçbir versiyonu, "Prime Editing" (PM) adı verilen yeni gen düzenleme teknolojisi kadar heyecan vermedi. CRISPR-Cas, çift sarmallı DNA'yı genomdaki istenen herhangi bir hedef konumdan keserek, DNA çift zincir kırılımına (double strand brake) yol açmaktadır. Böylece hedef bölgenin mutasyona uğraması (insertion-deletion) veya mutasyonlu bölgenin işlevsel hale dönüştürülmesi için hücre onarım mekanizmalarının (Homolog olmayan uç birleşimi: Non homologous end joining, NHEJ; homoloji odaklı onarım: homology directed repair, HDR) aktifleşmesini sağlar. Ancak CRISPR-Cas, çoğu zaman istenmeyen hedef dışı mutasyonlar (off-target) oluşturduğundan ötürü, araştırmacılar bu sistemin açıklarını hackleme yoluna sıklıkla gidiyorlar. “Prime Editing” işte bu gayretin sonucunda ortaya çıkan “şimdilik” en etkili ve en iddialı gen düzenleme araçlarından biri olarak duyuruldu [1].

 

CRISPR-Cas'ın temel bileşenlerini içeren bu yeni nesil sistem, bahsedilen bu sorunların üstesinden gelebilir. Sebeplerinden ilki, PM teknolojisi DNA çift sarmalını tamamıyla kesmez, ancak Cas enziminin tarama özelliğinden yararlanarak hedeflenen bölgeden DNA'ya tutunarak tek zincirde bir "çentik" (nick) açar. CRISPR-Cas makinesi, düzeltilmesi istenen diziyi daha sonra, rehber RNA dizisini okuyabilen ve onu çentiğin açıldığı bölgeye işleyebilen bir enzime, (reverse transkriptase)’a aktararak oligo yardımcı DNA gerektirmeden bölgenin tekrar düzeltilmesini sağlar. Massachusetts (Boston)’in Broad Institute’daki Dr.David Liu’nun ekibinin geliştirdiği “Prime Editing” sistemi ile ilgili çalışma, Nature’da yayınlandı. 175’ten fazla insan ve fare hücre çeşidinde bu sistemin istendiği gibi çalıştığı açıklandı [2].

 

Daha önce nükleazlar ve baz editörleri kullanan genom düzenleme yöntemleri, çoğu hücre tipinde bu değişkenlerin sadece azınlığını düzeltme potansiyeline sahipti. Ancak PM teknolojisi genetik hastalıkların çoğunun düzeltilebileceğini iddia ediyor. İnsanlarda tanımlanmış ve ClinVar veritabanında kataloglanmış 75.000'in üzerinde patojenik genetik varyant var. Ancak Dr. David Liu’ya göre, PM teknolojisinin etkinliği gösterildikçe genetik hastalıkların % 89'unun bu sistemle daha kolay ve hızlı bir şekilde düzeltebilir. Tabi bu güçlü iddia, öncelikle kanıtlanması gerektiğinden hastalara umut vermemek adına tartışmalara da sebep oldu.  Bu sebeple PM, genetik kodu doğru bir şekilde yeniden yazabildiğinden ötürü bir "genetik kelime işlemcisi" olarak tanımlanıyor. Diğer %11 bir mutasyon çeşidi ise halen tamir edilmeyi bekleyen, bir genin çok fazla kopyası olduğu veya bütün bir genin eksik olduğu durumları içerdiğinden hala çözülmesi beklenen bir sorun. Yine de Dr. Liu, "PM teknolojisi, moleküler yaşam bilimlerinde, genetik hastalıkları olan potansiyel insan hastaları da dahil olmak üzere, canlı bir hücre ya da organizmanın herhangi bir pozisyonunda herhangi bir DNA değişikliği yapabilmek için uzun zamandır devam eden bir arzunun ürünüdür" diyor.