Sentetik biyoloji, organizmaları düzenleyerek yeni yetenekler ekleyen ve yararlı amaçlar için kullanıma hazırlayan bir bilim dalıdır. Tıptan eczacılığa, tarımdan endüstriye kadar pek çok alana etki eden sentetik biyoloji sayesinde yeni tedavi yöntemleri geliştirilebilir ve üretim verimlilikleri arttırılabilir. Genomik bilgimizin saklı olduğu DNA üzerinde yapılan düzenlemeler ile yeni plazmit tasarımları oluşturularak hedef organizmaya aktarılır, sentetik biyolojinin işleyiş prensibi de budur. Organizma içerisinde var olan ya da başka bir canlıya ait olan genlerin plazmitle aktarılması ile tasarlanan sistem işleyişi gerçekleştirilir. Sentetik biyoloji yaşamı yeniden şekillendirme gücü ve potansiyelini bünyesinde barındırmaktadır[1].
Araştırma ve geliştirme ana fikri üzerinde ilerleyen bilim için, farklı alanlarda pek çok farklı fikir ve proje yarışmaları düzenlenmektedir. Bir bilim dalı olarak sentetik biyoloji ele alındığında, proje yarışması kapsamında “Internationally Genetics Engineered Machine” (iGEM) düzenlenen organizasyonların en kapsamlı olanlarındandır. Öğrencilerin hayal güçlerinin sınırlarını zorlayarak oluşturdukları projeleri gerçekleştirme imkânı sunan iGEM, dünya genelinde insanların sentetik biyoloji anlayışını geliştirmeyi ve aynı zamanda gruplar arasında açık bir topluluk ve iş birliği geliştirmeyi amaçlar. Günümüzde 300’den fazla takımın katıldığı bu yarışma ilk olarak 2004 yılında düzenlenmiştir. Takımlar ele alacakları problem ve sentetik biyoloji kapsamında getirdikleri çözüm tasarımı için tamamen özgürce hareket edebiliyorlar. Plazmit tasarımlarında yer alan genler ve çalışılacak organizma seçimi tamamen proje fikirlerine göre şekillenerek hayata geçiriliyor. Yarışma genelinde projede çalışan yarışmacıları ve çevreyi korumak amacıyla belirli güvenlik önlemleri yönlendirmesi ile projeler şekillendiriliyor. Çevreden hastalık tanısı ve tedavisine kadar geniş konu kapsamı içerisinde yarışmacılar dünyayı daha iyi bir hâle getirmek için biyolojinin gücünü manipüle ediyorlar. Yarışmaya katılan takımlar içerisinde lisans ve lise seviyelerindeki öğrencilere pek çok akademisyen, yüksek lisans ve doktora öğrencileri de mentor olarak destek verebiliyor.
iGEM dünya sorunlarına yönelik üretilen sentetik biyoloji temelli projelerin dinamik olmasını da teşvik ediyor. Her yıl bir önceki yıllara ait çalışmaların geliştirilmesi ve bir adım daha ileriye taşınması takımlardan beklenenler arasında yer alıyor. Değiştirilebilir biyolojik parçalar ve standart moleküler biyoloji teknikleri kullanarak kendi tasarımlarına sahip bir sistemi tasarlamak, inşa etmek, test etmek ve ölçmek için çok disiplinli ekip çalışmaları görülüyor. Yarışmada ele alınan problem çözümü için geliştirilen tasarım ve uygulanabilirliğinin yanında, sentetik biyolojinin sosyal bilincinin oluşturulması ve dünyaya olumlu bir katkı sağlamaya çalışan sosyal projeler yaratmak da yarışma yükümlülükleri arasında yer alıyor. Her yıl düzenlenen Giant Jamboree’de yarışmak için yüzlerce takımdan yaklaşık 6.000 kişi bir araya gelmektedir [2].
International Genetically Engineered Machines (iGEM) yarışmasına katılmak ve dünyamızın güncel problemlerine sentetik biyoloji yaklaşımları kullanarak çözüm bulmak amacıyla İstanbul Teknik Üniversitesi bünyesinde Istanbul_Tech takımı 2013 yılında kuruldu. Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü lisans öğrencileri tarafından oluşturulan proje takımı yarışmaya ilk kez 2013 yılında katıldı. Yarışmaya katıldığımız ilk sene içerisinde ele alınan problem B12 vitamininin emiliminden sorumlu olan “İntrinsik Faktör”ün üretimindeki anormalliklerden kaynaklanan Pernisiyöz anemiydi. Ekibimizin bu sorun için oluşturduğu çözüm fikri pH’a bağlı olarak ince bağırsakta yaşayabilen ve İntrinsik Faktör salgılayabilen bir bakteri tasarımıdır [3]. İlk katılımımızdan 3 yıl sonra Istanbul_Tech iGEM hazırlıklarına devam etmiştir. 2016 yılında sorun alarak metanfetamin uyuşturucusu tespiti ele alınmış ve Anti-METH scFv antikoru ile tespit edebilmek amacıyla FRET (Forster Rezonans Enerji Transferi) tekniğine dayanan bir biyosensör geliştirilmiştir [4]. Her sene daha iyisini yapmayı hedefleyerek 2021 yılında da yarışmaya “Atık Lityum İyon Pillerindeki Kobalt Kullanılarak Sentezlenen B12 Vitamininin Enzim-İskele Sistemi İle Veriminin Arttırılması” projesiyle katılan Istanbul_Tech takımı çalışmalarına devam etmektedir. Lityum pillerinde de bulunan kobalt elementinin biyoteknolojik yöntemle B12 vitamine çevrilerek canlıların kullanımına yeniden sunulabilmesi hedeflenen projemizde daha verimsiz olan konvansiyonel yöntem yerine, tasarlanan enzim-iskele sistemi sayesinde B12 vitamini sentez hızı ve verimi arttırılmış sentetik bakteriler tasarlamayı amaçlıyoruz. Projemizde kullanılan lityum iyon bataryalarından ayrıştırılan lityumun endüstriye kazandırılması da sağlanacaktır.
Referanslar:
- Benner, S., Sismour, A. Synthetic biology. Nat Rev Genet 6, 533–543 (2005). https://doi.org/10.1038/nrg1637
- igem.org. (2021). Retrieved 27 September 2021, from https://igem.org/Main_Page
- AKYUREK, M. (2021). Team:ITU MOBGAM Turkey – 2013.igem.org. Retrieved 27 September 2021, from http://2013.igem.org/Team:ITU_MOBGAM_Turkey
- Team:Istanbul Tech/Description – 2016.igem.org. (2021). Retrieved 27 September 2021, from http://2016.igem.org/Team:Istanbul_Tech/Description
Bu makaleyi 4 dakikada okuyabilirsiniz.
Moleküler Biyoloji ve Genetik
