Teknoloji ve doğa hep birbirlerine karşı gibi görünür.
Ya daha doğal bir teknoloji keşfedersek?
Yani teknolojinin daha doğal olmasını mümkün kılarsak?
Doğa sürekli olarak çevresine karşı kendini korumaya alıyor gibi görünüyor. İlerlemenin ilham kaynağı olan doğanın bu bitmek bilmez oyunlarda rakip olması yerine yapabileceğimiz bir şey var: Daha doğal bir teknoloji.
Sentetik Biyoloji ve Synbio’yu tanıtmaya başlayalım.
Sentetik Biyolojiyi, INSERM’de Sentetik Biyoloji alanında araştırmacı olan ve Hello Tomorrow (HQ) Başkan Yardımcımız Nadine Bongaerts’a sormamız gerekir çünkü Nadine bu alanı tanımlayacak ve bize anlatabilecek en doğru kişi. Nadine, tüm kariyerini mühendislik hayatına adadı ve doğa ve teknolojinin neredeyse sonsuz olarak iç içe geçtiği yolları araştırdı.
Peki, en baştan başlayalım.
+Nadine, sentetik biyoloji tam olarak nedir?
Nadine: Sentetik biyoloji, doğayı yeniden tasarlamayı ve hatta tamamen sıfırdan hayat yaratmayı amaçlayan disiplinlerin bir karışımı. Ulaşacağımız nokta hala çok uzak, ama bizler, insanlar için her türlü yararlı şeyleri yapabilen organizmaları tasarlarken daha iyiye gidiyoruz.
Nasıl mı?
Şöyle anlatalım:
Doğa, neredeyse sonsuz sayıda kimyasal üretiyor ve bunları örümcek ağı gibi çevreye zarar vermeyecek şekilde tasarlamakta inanılmaz.
Evet, insan doğasındaki kimyamız bize çok şey kazandırıyor ancak genellikle bu süreçte çok fazla toksik yan ürün üretiyoruz.
Synbio ise hücreleri, insan kimyasının bile yapamayacağı yakıtlar, plastikler, ilaç, gıda katkı maddeleri, kokular ve çok karmaşık moleküller üreten mikro-fabrikalar haline getirebiliyor. Yani evet, şimdi örümcekleri rahatsız etmeden örümcek ağını nasıl seri bir şekilde üreteceğimizi biliyoruz!
KANSERİ YOK ETMEK!
Bu bahsettiğimiz hücreleri kendi hücrelerimizi yeniden programlamak için de kullanabiliriz. CRISPR Cas’in bir gen düzenleme aracı keşfinden beri, insan genomunda değişiklik yapmak önemli ölçüde daha kolay bir hal aldı. Bu gelişmeler sonucunda yeni terapiler hali hazırda devam ediyor. Körlük, orak hücreli anemi veya programla ilgili hastalıkları tedavi etmemize, hatta bağışıklık hücrelerimizi yapılandırmaya ya da yeniden programlamaya yardımcı olan bir sistemden bahsediyoruz.
YENİ İLAÇLAR BULMAK!
Bakteriler antibiyotiklere daha dirençli hale geldikleri için, keşifler zor ama hayati bir görev üstlenirler. Antibiyotikler, çalışmalarında tipik olarak bakterilerin içindeki spesifik bir enzimi hedefler. Enzimler, hücrelerin her türlü görevi yerine getirmek için kullandıkları küçük biyolojik nanometreleridir. Hücrenin içeri ve dışarı taşınması, şekerin enerjiye dönüştürülmesi vs. Bu enzimlerden bazıları bakteriler için çok önemlidir, eğer bunları antibiyotikle bloke ederseniz, bakteriler ölür. Bakterileri öldüren yüz binlerce molekülü sürekli test etmeniz gerekir.
Özellikle çok yavaş büyüyen patojenik bakteriler için bu tam anlamıyla bir sorundur.Çünkü bu, bir molekülün bir etkisinin olup olmadığını ve deneylerin haftalarca sürebileceğini görmeden önce uzun bir süre beklemek zorundasınız demektir.
Bir örnek ele alalım.
Mycobacterium tuberculosis (Mtb), tüberküloza neden olan bakterinin adıdır. Ne yazık ki, Mtb son derece yavaş büyür ve bu nedenle üzerinde çalışmak oldukça zordur. Peki biz ne yapıyoruz? Laboratuvarımızda, tüberküloz bakterileri üzerinde molekülleri test etmeden önce tüberküloza karşı yeni antibiyotikleri keşfetmek için sentetik biyolojiyi kullanıyoruz. Yani Mtb yerine, Mtb’den neredeyse 200 kat daha hızlı büyüyen zararsız bir laboratuvar bakterisi kullanıyoruz.
Tıpkı insan ilaçlarını test etmek için bir model organizma olarak fareyi kullandığımız gibi, yapılmış laboratuvar bakterilerini “tüberküloz bakterileri” için “fare modeli” olarak “tüberküloz” olarak kullanıyoruz. Bu, yeni bir ilaç veya tedavi şeklini çok daha hızlı keşfedilebilir hale getirebilir.
Bu yüzden sentetik biyoloji uygulamaları gezegenimizde büyük bir etkiye sahip olabilir, değil mi?
Elbette.
İşte bir örnek.
Birçok virüs, böcekler yoluyla kendilerini taşıyarak insanlara ulaşır. Örneğin, insanlara çoğunlukla sivrisinek ısırıkları yoluyla geçen Zika virüsü. Sentetik biyolojiyle Zika gibi virüslerin yayılmasını engelleme fırsatına sahibiz. Tipik olarak, iki sivrisinek çiftleştiğinde, belirli bir genin anne sivrisinek veya baba sivrisinekten miras kalma olasılığı% 50’dir. Fakat hastalık genini taşıyan bir sivrisinek başka bir sivrisinekle çiftleştiğinde, genin kalıtılma şansı% 100 olur.
Seçilmiş gen, bebek sivrisineklerini infertil yani kısır hale getirdiğinde, her yeni kuşağın üreme yeteneğine sahip olmadığını hayal edebilirsiniz. Çünkü bu şekilde bir zarar mümkündür. Sonuç olarak, bu tüm sivrisinek türlerinin yok olmasına ve dolayısıyla virüsün yayılmasına yol açabilir.
Bu teknoloji konusunda şu anda çok fazla tartışma var. Bu yöntemi uygulamak ne kadar güvenli? Sivrisinekleri zehirli böcek öldürücülerle bombalamaktan daha iyi bir seçenek mi?
Ayrıca, bir ekosistem üzerindeki uzun vadeli etkiler neler? Bu sorulara verilebilecek cevaplar şu anda net değil ve daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyuluyor.
Pekala, şimdi çok geniş vuruşlarla, Synbio’nun ne olduğuna ve hayatlarımızı etkileme gücüne sahip olduğunu bildiğimize göre, biraz daha derine inelim, çünkü Synbio kolay bir başarı değil gibi görünüyor!
Kesinlikle!
Bir hücreye yeni bir talimat vermek, hali hazırda gerçekleşmekte olan binlerce tepkiyi etkilemek ve tetiklemektir. Ne yazık ki bu olduğunda hücrelerin tam olarak nasıl davranacağını tahmin etmek için doğru araçlara sahip değiliz. Bu nedenle sentetik biyoloji ile çözümler üretmek; çoğu zaman çeşitli genetik yazılım versiyonlarını denemek ve istenen sonucu elde etmek için birçok koşulu değerlendirmek anlamına gelir. AI’daki yeni gelişmeler daha iyi seçimler yapmamıza yardımcı olabilir ve robotlar sayesinde, el ile yaptığımız deneylerden çok daha fazla kombinasyonu test edebiliriz. Bu nedenle robotik ve yapay zeka, sentetik biyolojiyi daha verimli ve hızlı hale getirmek için gerekli ve önemli teknolojiler.
Evet, şimdi Sentetik Biyoloji’deki tüm temel kavramları kavradıktan sonra bonus olarak, bu alanda olağanüstü bir şeyden bahsedeceğiz:
Verileri DNA’da saklamak, uzunca bir süredir etrafta bulunan çılgın bir fikir. Ancak son zamanlardaki gelişmeler bunun gerçekleşmesinin yakın olabileceğini gösterdi. Dijital verilerimizin ikili kodunu bir DNA spiraline çevirmek aslında göründüğünden daha az karmaşık. Tüm zorluk şu ki, DNA’yı yazmak ve okumak biraz pahalı. Bu makalenin DNA’da saklanması yaklaşık 15.000 dolara mal olacak ve geri okunması yaklaşık 4.000 dolara mal oluyor. Ama yakın gelecekte fiyatın düşmesi gerektiğini düşünüyoruz. Verileri depolamanın bu yoluyla, dünyadaki tüm verileri depolamak için yalnızca 1 kg’a ihtiyaç duyarız. Bu da ürettiğimiz şaşırtıcı veri miktarına yönelik bir çözüm olabilir.
Umut verici değil mi?
Özetle, sentetik biyoloji hakkında gerçekten ilginç olan şey, bizi teknolojinin “yeniden düşünmeye” zorlamasıdır. Teknolojiyi ve doğayı karşıt olarak görürüz. Ancak insan mühendisliğinin biyolojisi teknolojisi söz konusu olduğunda bu, doğal değildir.
Bana sorarsanız, tabiat her zaman bir teknolojik şaheser olacak. Peki, neden teknolojiyi doğal olmayan bir şey olarak algılıyoruz? Evrimsel envantere yeni biyoteknolojiler ekliyoruz.
Hayal ettiğim gelecekte, giyeceğimiz örümcek ipek elbiselerinden, arabamıza koyacağımız biyoyakıta, erken işaretleri tespit etmek için kullanacağımız mühendislik bakterilerinden ilaca kadar her şey sentetik biyoloji ile yapılacak.
Yeni biyo-devrim yeni başladı ve durdurulamaz!
Sentetik Biyoloji hakkında daha fazla şey mi öğrenmek istiyorsun? Global Zirvemize katıl ve lider bilim insanları ve bilim girişimcileri ile tanış!
14-15 Mart, 2019! Paris
Nadine Bongaerts röportajından alınmıştır.
