Teknoloji

Sentetik biyoloji canlı organizmaları programlamaya izin verecek

Sentetik biyoloji sayesiden artık canlı biyolojik yapılar küçük bilgisayarlarmış gibi programlanabilecek.

DNA kodunu 2010’ların başından beri CRISPR dizilim kümesi teknolojilerinden birini kullanarak düzenlemek mümkün hale geldi. CRISPR ile araştırmacılar, gözleri görmeyen insanların genlerini yeniden düzeltemeye yardımcı olmak için çığır açan tıbbi müdahaleler hakkında rutin olarak çalışmalar yaptılar. CRISPR’ın fiziksel moleküler makas tekniğini kullanılarak DNA molekülünü, yeni dizilimlere yerleştirerek düzenlenmiş bir tür biyolojik kolaj halinde tekrar bir araya getirdiler. Ancak araştırmacılar üzerinde çalıştıkları molekülde yapılan değişiklikleri doğrudan gözlemleyemedikleri için her hareket, daha sonra deneysel olarak doğrulanması gereken laboratuvar manipülasyonlarını gerektirdi. Bu da hepsini çok daha dolaylı ve zaman alıcı hale getirdi.

Bununla birlikte sentetik biyoloji, manipülasyon sürecini dijitalleştirir. DNA dizilimleri yazılım araçlarına yüklenerek düzenlemeleri bir kelime işlemci kullanmak kadar basit hale getirir. DNA, araştırmacıların uygun bulacağı şekilde yazıldıktan veya düzenlendikten sonra, 3D yazıcıya benzer bir şey kullanılarak sıfırdan yeni bir DNA molekülü yazdırılır. Yapılan çalışmalarla DNA sentezi teknolojisi ile yani dijital genetik kodu moleküler DNA’ya dönüştürme katlanarak gelişiyor.

Günümüz teknolojileri rutin olarak, bir hücre veya hatta bir hücrenin tam genomu için yeni metabolik yollar oluşturmak üzere birleştirilebilen birkaç bin baz çifti uzunluğunda DNA zincirleri yazdırıyor. Artık biyolojik sistemleri bilgisayarları programladığımız gibi programlayabiliriz. Bu bilimsel yenilikler, biyomateryaller, yakıtlar ve özel kimyasallar, ilaçlar, aşılar ve hatta mikro ölçekli robotik makineler olarak işlev gören mühendislik hücreleri içeren yüksek değerli uygulamalarla bir sentetik biyoloji endüstrisinin yakın zamanda ve hızlı büyümesini sağladı. Yapay zekadaki ilerleme, alana önemli bir destek sağladı ve yapay zeka ne kadar iyi olursa, o kadar fazla biyolojik uygulama test edilebilir ve gerçekleştirilebilir hale geldi. Yazılım tasarım araçları da daha güçlü hale geldikçe ve DNA baskı ve montaj teknolojileri ilerledikçe, geliştiriciler giderek daha karmaşık biyolojik yaratımlar üzerinde çalışabilecekler. Önemli bir adım olarak yakında herhangi bir virüs genomunu sıfırdan yazabileceğiz.

SARS-CoV-2 ve ondan önceki SARS, H1N1, Ebola ve HIV gibi virüs genomlarını bu kadar zor kılan şey, bunların korunmasız bir konakçıyla gelişip çoğalan güçlü mikroskobik kodlar olmalarıdır. Bir virüsü, bilgisayarınıza yükleyeceğiniz bir USB çubuğu gibi düşünebilirsiniz. Virüs, kendisini bir hücreye bağlayarak ve yeni kod yükleyerek bir USB gibi davranır. Küresel bir pandemi yaşadığımız bir zamanda bu kulağa tuhaf gelse de virüsler daha iyi bir gelecek için umudumuz olabilir.

Herhangi bir hücre, mikrop, bitki veya hayvana indirebileceğiniz ve yeni yetenekler ekleyebileceğiniz sentetik bir biyoloji uygulama mağazası hayal edin. Birleşik Krallık’taki araştırmacılar, 2019’da sıfırdan ilk Escherichia coli genomunu sentezledi ve programladı. Ardından, çok hücreli organizmaların (bitkiler, hayvanlar ve kendi genomumuz) gigabaz ölçeğindeki genomları sentezlenecek. Bir gün, insanlıktaki herhangi bir genetik hastalığı tedavi edecek teknolojik bir temele sahip olacağız.

Hayat programlanabilir hale geliyor ve sentetik biyoloji, insan varlığını iyileştirmek için bir söz veriyor. Önümüzdeki on yıl içinde, hastalıklarla savaşmak için yeni virüsleri programlayıp programlayamayacağımız, genetik mahremiyetin nasıl görüneceği, canlı organizmalara kimin “sahip olacağı”, şirketlerin tasarlanmış hücrelerden nasıl gelir elde etmesi gerektiği ve bunların nasıl kontrol altına alınacağının çözülmesi gerekecek. Artık gezegenimizdeki tüm yaşamla aynı mimariye dayalı yeni kod yazma şansımız var. Sentetik biyolojinin vaadi, insanlığın şimdiye kadar sahip olduğu en güçlü, sürdürülebilir üretim platformu tarafından inşa edilen bir gelecek sağlamak olacak. Nefes kesen yeni bir endüstriyel evrimin eşiğindeyiz.

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu