Bir gen yönlendiricisi (sürücüsü) – evrimi aldatan ve zararlı olsa bile yayılabilen bir DNA parçası – ilk kez bir bitkide başarıyla test edildi. Bu yaklaşım, diğer türlere zarar vermeden istilacı bitkileri ve süper yabani otları yok etmek için kullanılabilir, dolayısıyla herbisit kullanımını azaltabilir. Ayrıca hastalıklara karşı dirençli ya da küresel ısınmayla daha iyi başa çıkabilen genlerin yayılmasıyla türlerin kurtarılmasına da yardımcı olabilir.
Gen yönlendiricileri, bir organizmanın bir DNA parçasını miras alma olasılığını çarpıtarak çalışır. Çoğu bitki ve hayvanda her genin iki kopyası vardır, yani belirli bir kopyanın yavrulara geçme şansı genellikle yüzde 50'dir. Bir gen yönlendiricisi bu şansı örneğin yüzde 80'e çıkarabilir ve zararlı olsalar bile genlerin yayılmasına izin verebilir.
Çok çeşitli mekanizmalarla çalışan birçok doğal gen yönlendiricisi vardır. 2013 yılında CRISPR gen düzenleme tekniği ilk yapay gen yönlendiricisini yaratmak için kullanıldı.
Kendisini bir kromozomdan diğerine kopyalar, yani tüm yavrular bunu miras alır. Bu yaklaşıma homing gen yönlendiricisi deniyor, çünkü yönlendirici kendisini belirli bir bölgeye kopyalıyor.
Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü'nden Bruce Hay ve meslektaşları, yarma ve kurtarma adı verilen farklı bir yaklaşım benimsemişlerdir. Gen yönlendiricisi, polen ve yumurtaların oluşması için gereken anahtar bir genin her iki kopyasını da hedef alan ve yok eden CRISPR öğelerinden oluşuyor. Bununla birlikte, yönlendiricisi aynı zamanda bu genin yok edilmeyen çalışan bir versiyonunu da içeriyor.
Bu, gen yönlendiricisini miras almayan polen ve yumurtaların anahtar genden yoksun olduğu ve gelişmediği anlamına gelir. Yalnızca gen yönlendirmesine sahip polen ve yumurtalar normal şekilde gelişir, böylece tüm yavrular bu geni miras alır.
Hay, böl ve kurtar yaklaşımının, genleri yok etmenin onları kopyalayıp yapıştırmaktan çok daha kolay olması nedeniyle, homing drive'dan daha sağlam olduğunu söylüyor. Hay, bu yöntemin bitkilerin yanı sıra tüm hayvanlarda da işe yaraması gerektiğini ve fare ve sıçanların yerli türleri yok ettiği adalardan ortadan kaldırılmasında kullanılabileceğini söylüyor.
Hay'in ekibi bu yönlendiricinin çalışan bir versiyonunu (öldürmek için değil sadece yaymak için tasarlanmış) Arabidopsis thaliana adlı tere bitkisinde test etti. Pekin'deki Çin Bilimler Akademisi'nden Yang Liu liderliğindeki başka bir ekip de bitkilerde benzer bir gen yönlendiricisini tanımlayan bir makale yayınladı, ancak Hay, bu yaklaşımın o kadar güçlü olmadığını söylüyor.
O ve ekibi şimdi, dünyanın birçok yerinde çiftçiler için büyüyen bir sorun olan herbisite dirençli bir süper ot olan domuz otunda (Amaranthus palmeri) yönlendirmelerini test etmeyi planlıyor. Hay, "Bu, mevcut tüm herbisitlere karşı geniş çaplı direnç kazanmanın poster çocuğu" diyor.
Dahası, bu teknoloji yabani otları sonsuza kadar yayılmadan kontrol etmek için uyarlanabilir. Örneğin, polenleri dişi yavruları öldüren erkek bitkiler yaratmak için kullanılabilir. Bu erkek bitkilerin her yıl çiftliklerin etrafına ekilmesi, tohum üretimini engelleyerek birkaç yıl sonra o yabani ot türünü tarlalardan ortadan kaldıracaktır.
Hay, "Bu, sadece dişileri ortadan kaldırarak küresel nüfusu değil, tüm yerel nüfusu çökertecektir" diyor. Ancak, bu dişi öldürme özelliği, bu özelliğe sahip başka erkek bitki ekilmezse yok olacaktır.
Hay, bu yaklaşımın yasal düzenleyiciler tarafından onaylanma olasılığının, direnç gelişene kadar yayılmaya devam eden bir gen yönlendirmesinden çok daha yüksek olduğunu söylüyor. Aslında benzer bir yaklaşım Oxitec adlı bir şirket tarafından çeşitli ülkelerde sıtma taşıyan sivrisinekleri kontrol etmek için zaten kullanılıyor.
Ancak Danimarka'daki Kopenhag Üniversitesi'nden Paul Neve, yasa koyucuların yabani ot kontrolü için gen yönlendiricilerinin kullanımını onaylayıp onaylamayacağı konusunda şüpheli. "Tarımsal uygulama için gen yönlendiricilerinin serbest bırakılması için onay alma şansının şu anda uzak olduğunu düşünüyorum. Sağlık hizmetleri ve biyoçeşitliliğin korunması daha kolay bir satış olabilir" diyor.
Neve, bir diğer önemli sorunun da bitkilerin genellikle yılda bir nesil üretmesi ve gen yönlendiricilerinin geniş çapta yayılmasının 10 ila 30 nesil alabilmesi olduğunu söylüyor. "Bir gen yönlendirmesinin gerçekçi bir zaman diliminde anlamlı bir yabancı ot kontrolü sağlayacak kadar hızlı yayılmasını nasıl sağlayabilirsiniz?"