Canlıların en önemli özelliklerinden biri de kendine benzer canlılar meydana getirmektir. Böylece populasyondan ayrılan bireylerin yerine yeni bireyler kazandırılırken bir yandan da türün genetik özellikleri yeni bireylere aktarılır. Üreme ve çoğalma birbirinden farklı olaylardır. Üreme iki eşey arasındaki kalıtsal materyal çeşitliliğine dayalıdır, çoğalma ise eşey hücreleri olmaksızın da gerçekleşebilir. Bakteriler, algler gibi tek hücreli canlılarda, mantarlarda ve basit yapılı bazı çok hücreli hayvansal organizmalarda tek ata vardır. Sonuçta, ata tek de olsa çift de olsa yeni bir canlı kendine benzeyen başka bir canlıdan meydana gelir. Ancak, geçtiğimiz günlerde genetik biliminin öncülerinden Craig Venter bu biyoloji esaslarına adeta meydan okudu: Ebeveyni bilgisayar olan ilk sentetik hücreyi yaratarak bilim dünyasında yeni bir dönem başlattı.
Venter, başarıyla tamamladığı laboratuvar sürecini yazılım diliyle şöyle dile getirmekte: “Yaşamı bir türden başka bir türe, yazılımını değiştirmek suretiyle, aktardık” .Başka bir deyişle insanoğlu artık DNA'yı okuma faslından yazma faslına geçti. Venter ve ekibi bu geleceği değiştirecek nitelikteki buluşun sadece genetik, tıp ve medikal alanlarda değil, birçok sektörde çözümler sağlayacağını öngörüyor: Yeni yakıt çeşitleri üretilmesi, kirlenmiş suyu arıtmanın daha iyi yollarının bulunması, daha hızlı aşı üretimi gibi çeşitli alanlarda etkin ve hızlı çözümler sağlanacak. Ayrıca kalıtsal hastalıkların giderilmesinden kanser tedavisine ve yapay organ üretimine kadar birçok hastalığın çözümünde bir çığır açılacak.
İlk yapay hücre nasıl yaratıldı?
Venter ve ekibi laboratuvar ortamında üretilen kimyasal maddeleri birbirlerine bağlayarak sentetik, yani yapay kromozomlar (yaşamın en küçük yapı taşı) üretmeyi başardı. Venter'in buluşu şöyle gerçekleştirildi: Önce 381 genden oluşan yapay bir kromozom üretildi. Mycoplazma adlı bir bakterinin DNA'sının yüzde 20'si çıkartılarak kalan kısım yapay kromozoma yapıştırıldı. Yapay kromozomlar bir süre sonra hücrenin kontrolünü ele geçirdi ve bakteriyi yepyeni bir cinse dönüştürdü. Böylece, Amerikalı genetikçiler, insan yapımı DNA'yı kullanarak yaşayan bir hücre yaratmayı başarmış oldu.
Bu sentetik yaşamın yaratılması 15 yıl süren çalışmaların ve 40 milyon dolara malolan Ar-Ge harcamalarının meyvesi. Venter, Synthia adını verdiği bu ilk canlı formunun yaratılmasıyla, sadece hayalgücümüzle sınırlı bir çağa girdiğimizi müjdeliyor. Böylece belli fonksiyonlara sahip özel böceklerin yaratılması mümkün olacak. Örneğin, çevreye duyarlı böcekler yaratılacak, zehirli atıklar ve karbondioksitin doğadan temizlenmesi sağlanabilecek. Yaşayan organizmalar temiz yakıtların üretilmesinde de etkili bir şekilde kullanılabilecek. Tabii her yeni buluşta olduğu gibi, sentetik yaşam dünyaya büyük tehditler de getirecek. Dünyanın sonunu getirecek güçte biyolojik silahların üretilmesi, ihmal veya kötü niyet kaynaklı hataların geniş çaplı salgın hastalıklara yol açması akla ilk gelen tehlikeler arasında. Sentetik yaşam yaratmanın etik yönü ise hararetli bir şekilde dini çevrelerde ve kamuoyunda tartışılmakta.
Sentetik biyoloji nedir?
Sentetik biyoloji yeni hayat formları yaratmak ve tasarlamak üzerine kurulu son onyılın yükselen bilim dallarından biri. Sentetik biyoloji alanında yapılan çalışmalarla, gelişen teknolojiyle yaşayan sistemlerin ve makinaların kaderini değiştirmek mümkün olacak. Genetik ve mühendisliğin birleştiği bir uzmanlıkla, bilim adamları belli görevlerden sorumlu organizmalar yaratabilecekler. Yeni türün yaşaması sağlandıktan sonra üstünde tekrar genetik değişiklikler yapılarak, farklı türlerin oluşturulması mümkün olacak. Her defasında tek bir genetik özellik eklenerek yeni canlı türünün "yetenekleri" arttırılacak.
Örneğin; bir tür bakteri, atmosferdeki karbondioksiti yiyerek hava kirliliğini azaltırken; bir başka tür ise hidrojen üreterek insanlar için çevre dostu yakıt sağlayabilecek. Ya da bir başkası havadaki azotu temizlerken, genleriyle oynanan diğeri dışarı oksijen verebilecek.
Nasıl makinalar tasarlanıyorsa, nasıl evler, köprüler inşa edilebiliyorsa, canlıların da yaratılabileceğini düşünün. Hem de bilim adamlarının öngörüleri doğrultusunda. Bilgisayar tarafından yaratılan organizmaların birçok sektörde problemlere çözüm oluşturacağını hayal edin. Sentetik biyoloji alanındaki gelişmeler tüm bu hayalleri birbir gerçekleştirme yolunda ilerliyor.
Sentetik yaşama yolculuk
DNA kodunun okunmasıyla beraber canlıların sırrı açığa çıktı. Bugün ise, DNA kodunun okunmasının yankılarının yerini DNA'nın nasıl yazılacağı tartışmaları aldı. Biyoloji analog bir bilim dalı olmaktan çıktı ve sentetik biyolojiyle dijital bir yapıya geçti.
İlk insan genomunu sekanslayarak tarihe geçen Craig Venter, sentetik biyolojiye kariyer hayatının çoğunu adamış bir bilim adamı ve bu alanda öncü bir girişimci. 2003 yılında Sorcerer II projesiyle okyanus biyoçeşitlilik haritasını çıkarmıştı. 2005'te ise Synthetic Genomics Inc. (SGI) şirketini kurarak araştırmalarını yeni hayat formları yaratmaya yönlendirdi. SGI'ın hedefi, sentetik organizmalar yaratarak etanol ve hidrojen gibi alternatif yakıtlar elde etmek. Ana iş alanı, biyoenerji olmakla beraber, gıda üretimi, temiz su ve aşı geliştirme alanlarında da çalışmalar devam etmekte. SGI'ın Exxon Mobil Araştırma ve Mühendislik Grubu'yla ortaklaşa yürüttüğü uzun soluklu Ar-Ge projeleri mevcut. Projelerin amacı, biyolojik ham petrolün yerini alabilecek genetik olarak değiştirilmiş alg keşfetmek ve yaygınlaştırmak. Yaklaşık 600 milyon dolara başlatılan ortak proje potansiyel virüs saldırılarına dayanıklı bir alg yaratmak. 2008'in başında Venter'ın akademik araştırmalar yapmak üzere kurduğu vakıf J. Craig Venter Institute, kimyasal bileşenleri özenle sentezleyerek bir bakterinin genomunun tamamını sentezlendiğini açıklamıştı. Bugün gelinen nokta bu çalışmanın ürünü.
Alternatif enerji alanında da sentetik biyolojinin önemi hızla artmakta. Amyris, hidrokarbon bazlı ürünler üretmek üzere, sentetik biyolojiyi yani genetiği değiştirilmiş organizmaları endüstriye uygulamaya çalışan bir Amerikan şirketi. Bu hidrokarbon ürünler arasında farmasen de var. Amyris farmaseni modifiye ederek dizel üretmekte. Environmental Protection Agency, Amyris tarafından üretilen biyodizeli ilk hidrokarbon bazlı yakıt olarak ticari satış için tescilledi. 3.parti testleri de bu biyodizelin piyasadaki diğer biyodizellerde görülen problemleri aştığını göstermekte. Performans sıkıntısı yaratmadan petrol bazlı dizelle çok daha yüksek seviyelerde karışabiliyor. Üstelik, çok düşük ısıda iyi çalıştığından, motor değişikliği yapmadan halihazırdaki yakıt altyapısına uyumlu bir şekilde çalışabilmekte.
Sentetik biyolojinin en önemli katkılarından biri de klasik kimya ve biyolojinin erişemediği alanlara alternatif çözümler getirebilecek olması. Özellikle ilaç üretiminde etkin tedavi araçlarının oluşması ve yaygınlaşmasının yolu açılmış oldu. Tıp bilimini sentetik biyolojiyle buluşturan çalışmalar çeşitli akademik merkezlerde sürdürülüyor.
Örneğin; Berkeley Üniversitesi, One World Health şirketiyle 6 yıldır sıtma üzerine bir çalışma yürütüyor. One World Health ihmal edilen bulaşıcı hastalıkların tedavisini araştırmayı ve ilaç geliştirmeyi hedefleyen, kar amacı gütmeyen bir şirket. Sıtma tedavisinde kullanılan artemisinin gen değiştirme teknolojisiyle sentetik olarak üretilebilmesi için araştırmalar devam etmekte. Artemisinin Çin tıbbında kullanılan ve tatlı pelinden elde edilen bir madde. Bu sifalı ot doğada az bulunduğundan oldukça yüksek maliyetle ve az miktarda üretilebiliyor. Eğer çalışmalar başarıyla sonuçlanırsa, sentetik biyolojinin sağladığı imkanlarla sadece doğanın sunduğu kaynaklarla kalmayıp üretilen artemisinin ile bir çok sıtma hastasına şifa bulunmuş olacak.
Sentetik Biyoloji Girişimleri
Sentetik biyoloji alanında faaliyet gösteren firmalar ikiye ayrılmakta:
1. Sentetik genleri araştıran ve geliştiren firmalar. Amerika'da Blue Heron Biotechnology ve DNA 2.0, Almanya'da ise Geneart ileri gelen firmalardan.
2. Sentetik biyolojiyi biyoyakıtlara uygulamayı amaçlayan firmalar. Bu grup sayıca daha fazla. Venter'ın SGI ile kurduğu ortaklıklar arasında Exxon Mobil ile biyoyakıt ve BP ile sentetik mikropların yardımıyla doğal gaz üretimi projeleri mevcut. Bu alanda aktif diğer Amerikan firmaları arasında LS9, Solazyme, Mascoma ve Gevo var.
www.datassist.com.tr