Katalog

BİYOLOJİ Ve insan hücreyi yarattı! İlk hücre bundan 3.6 milyar yıl önce ortaya çıktı. Yeryüzü'nün tozları içinde dünyaya gözlerini açan ilk hücre önce kendi kendini kopyaladı. Daha sonra bu kopya hücre kopyalama yoluyla çoğaldı. Bu çoğalma, genetik eğilip bükülmelerle milyarlarca yıl devam etti. Bugün yaşayan her organizmanın kökleri, her insan, bitki, hayvan , mikrop bu ilk hücreye dayanır. Yeryüzünün bu geniş ailesi evrende gördüğümüz tek yaşam şeklidir şimdilik. u canlı organizma panteonuna şimdi yeni katılımlar söz konusu. Ancak bunlar uzaylı değil. Bilim adamları son birkaç yıldır “hiç yoktan veya sıfırdan” yeni yaşam şekilleri yaratmak için kolları sıvamış durumda. Bunun için kimyasal maddelerden önce sentetik DNA yaratmayı planlıyorlar. Daha sonra sentetik DNA'dan genler, genlerden genomlar ve genomlardan yepyeni bir organizmanın moleküler mekanizmasını oluşturmak için laboratuvarlarında ter döküyorlar. Bu çabaların sonucunda ortaya çıkacak olan organizma doğanın yarattıklarına benzemeyecek. Bu da doğanın elinden “yaratma tekeli”nin alınmak üzere olduğunu gösteriyor. Bu tekeli kırmak isteyen bu ekip, mühendis, bilgisayar uzmanı, fizikçi ve kimyacılardan oluşuyor. Bunlar yaşama geleneksel biyologlardan farklı bakıyorlar. “SenBiyo, yapay Harvard Üniversitesi'nden George canlı sistemlerin Chuch, “Intel'in elektronik için yaptığını bizler biyoloji için yapmak istiyobir amaca yöneruz” diyor. Özetle, Church ve mesleklik tasarım, motaşları yarattıkları biyolojik parçaları delleme, inşa et organizmalara yerleştirmeyi amaçlıyorlar. me, kusurlarını Bu organizmalar bunun karşılığında düzeltme ve test herhangi bir biyolojik faaliyeti yerine etme çalışmalagetirecekler. Bill Gates Vakfı'ndan 42 milyon dolar destek alan Kaliforniya rıdır. Genetik Üniversitesi Berkeley'den Jay Keaskod 3.6 milyar ling, bu destek yardımıyla sıtmaya karyaşına girdi. Arşı güçlü bir ilaç geliştirmeyi amaçlıyor. tık bu kodu yeni Keasling'in dışında, insan genomunu den yazma zama ilk kez çözmeyi başaran biyoteknoloji şirketinin kurucusu Craig Venter, nı geldi.” Syntehic Genomics şirketine onlarca milyon dolar tutarında yatırım yaparak, güneş ışığını biyoyakıtlara dönüştüren organizmalar yaratmayı hedefliyor. Bu şekilde biyoyakıtların çevreye verdikleri zarar minimum düzeyde kalacak. Venter'e göre bu organizmalar, petrokimya, gıda, temiz enerji gibi endüstrilerin yerini alacak. YAŞAYAN BİR MİKROFABRİKA Bilim adamları, sıtma tedavisinde etkili bir ilaç olan artemisinin gibi pratik kullanım alanları olan yeni organizmalar üretmeye çalışıyor. Bu yaklaşımlardan biri maya hücrelerini yeni genetik malzemeler yardımıyla yeniden programlamak. Hücre şeklindeki bu fabrika, şeker ile beslenerek ilaç üretebilir. nı düşünüyor. ELEŞTİRİLER B moleküler biyologlar genleri, donanımı (hücrenin kendisini) kontrol eden yazılımlar olarak görme eğilimdeler. SenBiyo uzmanları şimdi bu benzetmeyi bir üst düzeye taşımış bulunuyor: Şimdi ne donanımın ne de yazılımın bulunduğu bir ortamda, bu ikisini de sıfırdan üretme çabasındalar. MIT'nin Yapay Zekâ Laboratuvarı'nda görevli Profesör Tom Knight, SenBiyo konusunda şunları söylüyor: “Senbiyo, yapay canlı sistemlerin bir amaca yönelik tasarım, modelleme, inşa etme, kusurlarını düzeltme ve test etme çalışmalarıdır. Genetik kod 3.6 milyar yaşına girdi. Artık bu kodu yeniden yazma zamanı geldi.” Genetik kodu artık yeniden yazmak mümkün, çünkü doğal olarak evrimleşmiş organizmalardaki genomların (SenBiyo uzmanları bunu Yaşam 1.0 olarak isimlendiriyor) içerdiği orijinal kod şu anda hızla çözümleniyor. Bu, yaşayan organizmalarla ilgili her şeyi anlamış olduğumuz anlamına gelmese de, SenBiyo mühendisleri, elimizdeki bilgilerle tasarladıkları ve inşa ettikleri yeni yaşam şekillerini programlayıp, başka türlü gerçekleştirilmesi mümkün olmayan pratik işleri yaptırabileceklerini düşünüyorlar. “Bizler hücreleri programlanabilir maddeler olarak değerlendiriyoruz” diye konuşan Princeton Üniversitesi'nden bilgisayar uzmanı Ron Weiss, “Çok yakında bilgisayarları programladığımız gibi hücre davranışlarını da programlayabileceğimizi sanıyorum” diyor. duklarını değiştirmeye çalışmakla sınırlıydı. Örneğin bakteriden çıkartılan bir geni mısır veya domuz kromozomlarının içine yerleştirmek gibi. Oysa bugün söz konusu olan, tamamen yepyeni bir yaşam üretmek. Bu yeni yaratılmış hücrelerin hiçbir zaman ataları olmayacak. Şimdiye kadar bilim adamları biyolojik yapı taşlarını tek tek fabrikasyon şeklinde üretebildiler, ancak tamamen yeni, kendi kendini kopyalayarak çoğalan bir organizma yaratma başarısını göstermiş oldukları söylenemez. Venter, “Yaşamın kimyasal olarak sentezlemek, sentetik organik kimyanın önündeki en önemli hedeftir” diye konuşuyor. Fakat SenBiyo araştırmacıları, tüm organizmanın sıfırdan yaratılmasını beklemeye gerek olmadığını düşünüyor. Laboratuvarda tasarlanmış biyolojik parçaları birleştirmek veya “biyocihazları” doğal hücrelerin parçaları ile birleştirerek hibrid organizmalar yaratmak onları tatmin edebilecek. SenBiyo sektörü artık fildişi bir kule olarak değil, yararlı sonuçlar alınabilecek pratik bir alan olarak değerlendiriliyor. Bugün 53 yaşında olan Church, SenBiyo sektörünün en kıdemli üyelerinden biri. Mali destek sağladıkları takdirde ve bilim adamları çok önemli bir engelle karşılaşmazlarsa, iki yıl içinde sentetik hücreyi yaratacaklarını düşünüyor. BİYOCİHAZLARIN AVANTAJLARI Haziran 2004 tarihinde MIT'deki ilk Uluslararası Sentetik Biyoloji Konferansı'ndan bu yana bilim adamları binlerce programlanabilir biyocihaz tasarladılar ve ürettiler. Bu cihazlar çok karmaşık fonksiyonları yerine getirmek için bir araya getirilmiş genetik makine parçalarıdır. Biyocihazlar, konvansiyonel üretim süreçlerinden yararlanarak geliştirilen cihazlara göre daha avantajlıdır. Bir kere, hücre mekanizması, üretim hatlarını moleküler düzeyde çalıştırabildiği gibi, karmaşık kimyasal ürünleri atom bazında seri olarak üretebilir. Ayrıca bunların işletim maliyetleri daha ucuza çıkabilir ve daha verimli de olabilir. Bunlar şeker gibi ucuz maddelerle beslenebiliyorlar. Ve bir biyocihaz bir kez tasarlanıp, seri olarak üretildiği takdirde işin zor kısmı bitmiş demektir. Kullanıcılar, bunları istedikleri sayıda kopya çıkartabilecek şekle sokabilirler. Bu arada biyocihazlar, konvansiyonel yöntemlerle üretilemeyen veya üretimi çok pahalıya çıkan herhangi bir ilacı üretebilecek kapasiteye sahipler. Benzer şekilde bunlar plastik, yün veya ipek üretiminde kullanılabilecek başka bir kimyasal tür veya polimer yaratabilirler. GEÇMİŞTEKİ UYGULAMALAR Geçmişte, genetik müdahale, doğanın üretmiş ol 'GENETİK KODU YENİDEN YAZMANIN VAKTİ GELDİ!' Laboratuvarda yaşam yaratma kavramı herkesin çok sıcak baktığı bir proje değil. Bazı bilim adamları bunun gerçekleşmeyeceğine kesin inanmış durumda. Öte yandan dini liderler ve çevreciler bu girişimi yaşama müdahale olarak algıladıkları için onaylamıyorlar. Bu muhalefete karşın, “Sentetik BiyolojiSenBiyo” olarak bilinen bu alanda çalışan araştırmacılar, sanki canlı şeyler üzerinde değil de bir makine parçası üzerinde çalışıyormuşçasına rahatlar. Gerçekten de bu alanda geçerli olan ilkeler, kendini kopyalama yeteneğine sahip bilgisayarlı makinelerde geçerli olan ilkelerden farklı değil. Canlı bir hücrenin içinde olup bitenler bilgisayardaki makinelerdekilerden pek de farklı değil. 1953 yılında James Watson ve Francis Creek DNA'nın çifte sarmal şeklini keşfettiğinden bu yana, DİKKAT ÇEKEN PROJELER Halihazırda birkaç proje bu yeni alanın gücü hakkında bilgi verecek özelliklere sahip. En fazla dikkat çeken proje sıtmaya karşı güçlü bir ilaç üreten mikrobiyal organizmadır. Geçmişte kinin sınıfı ilaçlar sıtma mücadelesinde çok büyük yarar sağlamıştı. Ancak parazitin dirençli bir türü giderek güçleniyor. Tatlı pelin ağacından elde edilen Artemisinin, kinine dirençli sıtma hastalığına yakalananların tedavisinde büyük yarar sağlı CBT 1056/12 15 Haziran 2007 Caltech’ten Christina Smolke, kanser hücrelerini avlayacak mikropları yaratmaya çalışıyor CBT 1056/13 15 Haziran 2007 Bilim adamlarının tümü SenBiyo'nun başarılı olacağına inanmıyor (Bunların içinde azınlıkta Artemisinin YAŞAM KURTARAN BİR İLAÇ ÜRETMEK 3)Sonuçta ortaya tatlı pelin kalan bir grup, dini inançları nebitkisinin doğal ürünü olan Bitki deniyle projeyi şiddetle reddediartemisinik asit çıkar. genleri yorlar). Örneğin Human genom Project'in Amerikan tarafını temsil eden Francis Collins, Venter'in biyoteknoloji yaklaşımına en sert eleştirileri getiriyor. “Sıfırdan başlayarak daha iyi bir biyolojik sistem kuracağımıza Tatlı pelin bitkisi inanmıyorum” diye konuşan Col4)Artemisinik asit, kinine dirençli sıtmanın tedavisinde etkili bir bilins, “SenBiyo daha işin başında leşim olan artemisinin üretiminde pes edecek. Ben bilim adamlarıkullanılabilir. SITMANIN ETKİSİ nın, yaşamı tüm canlıların yaşaSahra altı Afrika'sında sıtmanın Sağlık Sistemleri üzerindeki yükü 19992004 dığı şekilde insanların yaşadığı şekilde değil anlayabilecek yeteHastaneye yatanlar İşlenmiş maya nekte oldukların sanmıyorum” Hastanede ölümler Her hücreleri 5 yaş altı diyor. yaşşeker “Yaşam bir mucize değildir” Artemisinik asit diye konuşan Princeton'dan elektrik mühendisi Ron Weiss, 2)Bu yeni genetik “yazılım”, mayaşimdi hücrelerin genetik prog1)Tatlı pelin bitkisinden alınan genenın metabolizmasının bir kısmının tik malzeme sıradan ekmek mayasıramlaması üzerinde çalışıyor. yepyeni bir biyolojik yola doğru nın içine yerleştirilir. Daha sonra bayönlendirmesini sağlar. Kass gibi daha yaşlı biyologların sit şeker yardımıyla organizmanın metabolik süreci beslenir. bilimdeki ilerlemeleri yakından Batı Orta Doğu Güney Batı Orta Doğu Güney takip edemediklerine inanıyor. Kaldı ki SenBiyo'daki araştırmayor. Ancak bu madde büyük miktarlarda üretilemiyor. Bu ikisinin amacı güneş ışığını doğrudan biyoyakıta döcılar bir hücrenin biyokimyasal bir makine olduğunu 2004 yılında Berkeley Üniversitesi Kimya Fakültenüştüren, kendi kendine hayatta kalabilen biyolojik bir kanıtlamış değil. Dini inançları güçlü Kass ve Collins si'nden Keasling, Bill ve Melinda Gates Vakfı'nı proorganizma yaratmak. Üstelik bu organizma çevreye zagibi biyologlar da bu noktayı zayıf halka olarak değerjesine 42 milyon dolar yatırmaya ikna etti. rar vermeyecek ve sıfır sera gazı üretecek. Bilim adamlendirip bu belirsizliğe vurgu yapıyorlar. Kanıt, kendi Keasling işe bildiğimiz ekmek mayası ile başladı. ları yeni organizmalar geliştirmek için varolan organizkendine hayatta kalabilecek, kendi kendine üreyebileEvrim, mayaya bazı genler kazandırarak şekeri (tek gımaların genomlarından yararlandıkça, ilerleme belli bir cek, sabit bir organik yaratık Life 2.0 sıfırdan laboradası) işlemden geçirecek şekilde programlamıştır. Kenoktada daha ileri gidemez. Bunun nedeni de şudur: tuvarda yaratıldığı zaman kanıt ortaya konulmuş olaasling, halihazırda çalışır durumda olan bu organizmaEvrim geçirmiş DNA, bilim adamlarının ne işe yaradıcak. Kanıt, bilim toplumunun dışından gelen eleştirileya, laboratuvarda tasarladığı 12 yeni genden oluşan geğını bilemediği, birbirinin üzerine binen kısımlar ve ri durduracak gibi durmuyor. Yalnızca Tanrı'nın yaşamı netik yazılım programını ekledi. Genetik program, maçöplerden oluşan karmakarışık bir sistemdir. Kaldı ki yaratabileceği fikri, 17.Yüzyıl'da, Dünya'nın evrenin yanın metabolizmasının bir bölümünü tamamen farklı, nasıl kullanılacağının gösteren bir kullanım kılavuzu da merkezi olduğu fikrinden daha temel bir dogma. Papa biyokimyasal bir yola doğru çevirerek, Artemisinin'in yoktur. Genetik mühendisleri bu kafa karıştırıcı geXVI. Benedict “Tanrı tarakimyasal sentezini gerçekleştirdi. Nisan 2006 tarihinde nomların içyüzünü araştırmaya başladıkları zaman, çafından planlanmış yaşamın Keasling nihai bileşimi neredeyse üretmek üzere oldulışmalarının sonucundan hiçbir zaman emin olamadıalfabesini değiştirmeye çalığunu duyurdu ve hedefinin 2009 olduğunu açıkladı. lar. MIT SenBiyo'dan Drew Endy, “Artık yeni biyoloşan” bilim adamlarına duyduKeasling bunu başardığı takdirde, fermantasyon kabınjik sistemler kurma zamanı geldi. Bu sistemleri daha iyi ğu öfkeyi şöyle dile getiriyor: da az miktarda şeker ve bir parça mayayı bir araya geanlayabiliriz, çünkü onları anlaşılır şekilde sıfırdan ya“Kendisi Tanrı olmadığı haltirdiği zaman dünya üzerindeki tüm sıtma hastalarını iyi pacağız” diyor. de Tanrı'nın yerine geçmeye edebilecek miktarda Artemisinin kaynağına erişmiş çalışmak küstahlıktır ve çok GEREKSİZ ŞEKİL VE İŞLEVLERDEN olacak. Kesaling, “Geleceğin modern kimyasal fabrikatehlikeli bir girişimdir.” YeşilARINDIRILMIŞ VİRÜS larını inşa ediyoruz” diyor. ler de hoşnutsuzluklarını benİlk aşamada Endy, T7 adı verilen doğal bir virüsü zer sözlerle ifade ediyor: “SenKANSERE KARŞI BİYOLOJİK SAVAŞ model olarak kullanarak sentetik bir bakteriyel virüs tatetik biyoloji doping almış San Francisco'daki Kaliforniya Üniversitesi'nden sarladı ve yarattı. T7'den farklı olarak bu sentetik virüs genetik mühendisliğine benChristopher Voight ve Caltech'den Christina Smol(T7.1 adı altında hayata başladı) gereksiz şekillerden ve ziyor.” ke, kan dolaşımı içinde vücutta dolaşabilecek yetenekişlevlerden arındırıldı. Kodu henüz bilinmemekle birSentetik yaşam karşısınte mikroplar geliştirmeye çalışıyorlar. Bu mikroplar vülikte, T7.1 bir virüs gibi davranıyor; bakteriyel hücreledaki bir direnişlerin arkasında cudun her yerinde kanser tümörlerini araştıracak. Mikri enfekte ediyor ve içinde çoğalıyor. doğanın (veya Tanrı'nın) en mükemmeli yaratmış olroplar bir tümörün en önemli karakteristiği olan düşük SenBiyo bilimcilerinin bugün yapmak istedikleri duğu inancı yatıyor. Charles Darwin doğanın yaratmış oksijen düzeyini saptayan bir biyocihaz taşıyacak. Bir tam bir hücrenin basitleştirilmiş bir versiyonu. Bu hücolduğu çeşitli tasarımların, ne yapacaklarsa ona en uybaşka mikrop, kanser hücrelerini istila edebilecek. Bir re yalnızca kendi kendini hayatta tutmaya ve üremesigun şekilde biçimlenmiş olduğuna inanıyordu. SenBiyo üçüncüsü hücreyi öldürebilecek özellikte toksin üretene yarayan genleri içerecek. Her bir basitleştirme işleyandaşları ise, yeni bir yol deniyor ve karşılarına bilecek. Bir dördüncüsü olay mahalini terk etmeyerek mi, daha kolay anlaşılır ve daha kolay müdahale edileçıkacaklardan çekinmiyor. James Watson DNA'nın kanserin geri gelme olasılığına karşı önlem alacak. Bübilir biyolojik bir sistemi mümkün kılacak. Ayrıca bu yapısını keşfettiği zaman şöyle demişti: “Eğer Biz Tantün bunlar hastanın bilgisi dışında gerçekleşecek. Zabiyolojik sistemde bulunacak artı enerji, yararlı bir işlerı'yı oynamazsak, kim oynayacak?” manla dolaşımda olan hücresel nöbetçiler kanda buluvi yerine getirmeye yardımcı olacak. Church, bugün Derleyen: Reyhan Oksay nan glikoz ve kolestrol gibi kritik maddeleri kontrol 151 spesifik gene sahip bir genomun kendi kendini çoKaynak: Newsweek, 4 Haziran 2007 www.bbc.co.uk edecek ve bunların düzeyini ayarlayacak. ğaltabileceğine inanıyor. Bugün böyle bir genomun tawww.innovationwatch.com Venter ve Church daha büyük bir hedefin peşinde. sarlanması ve üretiminde, yolun %80'ini tamamladığıwww.syntheticbiology.org www.lbl.gov BİYOLOJİ