Sentetik Biyoloji, organizmaların tasarlanması ile faydalı amaçlar için yeni beceriler kazanmasını sağlayan bir bilim dalıdır. Dünya çapındaki sentetik biyoloji araştırmacıları ve şirketleri tıp, üretim ve tarım alanlarındaki problemleri çözme konusunda doğanın gücünden yararlanmaktadır.
Sentetik biyoloji ile ne yapabilir?
İlaç veya yakıt gibi bir ürün üretme veya doğadaki bir şeye hassasiyeti olan yeni bir yetenek kazanmış organizmalar tasarlamak, sentetik biyoloji projelerinde yer alan yaygın hedefler arasındadır. Bilim insanlarının sentetik biyoloji ile yaptıklarına bazı örnekler:
- Mikroorganizmalar kullanılarak biyoremidasyon yöntemi ile suyu, havayı ve toprağın kirlilikten arınması sağlanabilir.
- A vitamini eksikliği yılda 250.000-500.000 kadar çocuğun kör olmasına neden oluyor ve bir çocuğun bulaşıcı bir hastalıktan ölme riskini büyük ölçüde arttırmaktadır. Pirinç, genellikle havuçlarla ilişkili bir besin olan beta-karoten üretmek üzere tasarlanmıştır ve böylece A vitamini eksikliğinin yaşanmasını önler.
- Parfümcülerin ve özel koku üreticilerinin lüks kokular hazırlamak amacı ile gerçek güllerin çevre dostu olan ve sürdürülebilir bir alternatifi olması için maya, gül yağı üretmek için tasarlandı.
Sentetik biyoloji ve genom düzenleme arasındaki fark nedir?
Aslında bazı yönlerden sentetik biyoloji ile “genom düzenleme” birbirine benzer, çünkü her ikisinde de bir organizmanın genetik kodunun değiştirilmesi amaçlanır. Fakat bazı insanlar organizmaların genetik kodundaki değişimin nasıl gerçekleştirildiğine bağlı olarak iki düşünceyi birbirinden ayırmaktadır. Sentetik biyolojide bilim insanları; sentezlenmiş DNA parçalarını, diğer organizmalarda bulunan genleri veya tamamen yeni genleri barındıran uzun DNA zincirlerini bir araya getirip onları bir organizmanın genomuna yerleştirir. Genom düzenlemede ise genellikle organizmanın kendi DNA’sından daha küçük değişiklikler yapmak amacıyla araçlar kullanılmaktadır. Bu yöntem ile genom düzenlemede kullanılan araçlar genomdaki küçük DNA uzantılarını silmek veya eklemek için kullanılabilir.
Bir organizmanın tüm genomunu sentezlenebilir mi?
Bilim insanları bir organizmanın tüm genomunu sentezleyebilir mi sorusunun cevabı: Evet, hatta çoktan yapıldı! 2002 yılında ABD’li bilim insanları ilk kez bir viral genom sentezlemeyi başardı. Viral genomlar, çoğu bakteri ve mikroorganizmanın genomlarına kıyasla daha küçüktür. Bilim insanları, çocuk felci virüsünü sıfırdan tasarlamanın mümkün olabileceğini gösterdi ve sentetik biyolojinin biyolojik bir silah geliştirmek için kullanılabilmesi tehlikesine de dikkat çekti. Bu nedenle bilim insanlarının sentetik biyoloji çalışmalarında oldukça kritik olan etik kurallarını öğrenmesi gerekmektedir.
İlk sentetik bakteri genomu ise 2008 yılında insanların idrar ve genital sistem enfeksiyonlarına neden olabilen bir bakteri olan Mycoplasm genitalium genomunun sentezi ile tamamlandı. 2017 yılında ise başka bir bilim insanı grubu ekmek, şarap ve bira gibi maddeleri yapmak için kullanılmakta olan Saccharomyces cerevisiae mayasının genomunu kısmen sentezledi.
Günümüzde ise bilim insanları genomların nasıl çalıştıkları üzerine mevcut DNA sentez teknolojisinin sınırlarını zorlamaya devam etmektedir. “Genom Projesi – Yazma” (GP-Yazma) olarak isimlendirilmekte olan bir grup araştırmacı ise insan hücre dizilerinden, tarım ve halk sağlığı için önemli olan diğer bitki ve hayvanların genomlarından tüm genomları sentezlemeye veya “yazmaya” çalışıyor.
Etik ve sosyal etkiler nelerdir?
Bütün bir genom sentezlenmesi amaçlanan projelerle birlikte topluma potansiyel yararına ve zararına yönelik birtakım önemli etik sorular da oluşmaktadır. Sentetik biyoloji konu ile ilgili soruların çoğu, genom düzenlemesi ile ilişkili etiksel tartışmalara benzer sorulardır. İnsanlar sentetik biyoloji teknikleri ile yeniden tasarlayarak ahlaki sınırları aşmakta mıdır? Sentetik biyoloji hastalıklar için yeni tedaviler sağlarsa toplumda kimler bu imkânlardan faydalanabilmeli? Modifiye edilmiş organizmaları ekosisteme dâhil etmenin çevresel etkileri nelerdir? Bu tür etik sorular araştırma konusu olmuştur. İnsan Genom Projesi’nin başlangıcından beri ve teknoloji geliştikçe araştırılmaya devam edecektir. Çoğu bilim insanı, etikçi ve politika yapıcı bu soruları cevaplamak için tüm toplumların sentetik biyolojinin potansiyel zararlarını ve faydalarını tartışılması ve tartılması gerektiği konusunda hemfikirdir.
İTÜ iGEM Takımı