Skip to content Skip to navigation

Dijital Biyolojik Dönüştürücüler: Kimyasal Yazıcılar

Başak Kandemir
17/01/2018 - 17:00

DNA, RNA, protein gibi biyolojik ürünlerin renkli mürekkepler yerine kimyasal maddeler içeren yazıcı benzeri bir cihazla sentezlenmesi üretim sürecini kolaylaştırıyor.

Geleneksel üretim endüstrisinde ürünler genel olarak farklı bölgelerde üretilir ve koordineli bir şekilde bir araya getirilerek son ürün elde edilir. Ancak bu süreç hayli zahmetlidir. Özellikle biyolojik ürünlerin üretilmesi ve taşınması açısından çok da avantajlı değildir. Çünkü doğada bulunan ya da laboratuvarda üretilen biyolojik ürünlerin tasarlanmasına ve üretilmesine yönelik çalışmalar yapan sentetik biyoloji ve modern teknolojinin doğa bilimlerine uygulanarak yeni ürünlerin geliştirilmesini hedefleyen biyoteknoloji alanlarındaki hızlı gelişmeler nedeniyle geleneksel üretim teknolojisi biyolojik ürünlerin (sentetik DNA, RNA, proteinler ve kromozomlar) sentezlenmesi konusunda yetersiz kalıyor.

Bu sorunun çözümü için öne çıkan iki yaklaşım var: birincisi biyolojik materyallerin üretim sürecini basitleştirmek, ikincisi ise süresini kısaltmak. İki yöntemin bir arada uygulanması ise ürünün kısa sürede basitçe üretilmesini mümkün kılarken, taşınma ya da birleştirilme esnasında karşılaşılabilecek problemleri ortadan kaldırarak zaman tasarrufu sağlayabilir.

Basit ve kısa süreli üretim, özellikle mühendislik deneyimlerinden faydalanarak biyoloji ve tıpta karşılaşılan problemlere çözüm üreten mühendislik dalı olan biyomedikal alanındaki uygulamalar açısından önemli. Örneğin salgın bir hastalık durumunda acil durum müdahalesinin yerinde yapılması hayati öneme sahiptir. Çünkü korumaya alınan bölgede ihtiyaç duyulan ilaç, aşı vb. tıbbi ürünlerin taşınabilir sistemler sayesinde yerinde üretimi, hastalığın tedavisine ve yayılmasının engellenmesine yönelik biyomedikal uygulamaları kolaylaştıracaktır.

Basit ve kısa süreli üretim aynı zamanda gıdadan kozmetiğe çeşitli endüstri alanlarında kullanılabilen biyolojik ürünlerin ihtiyaca göre üretilmesine imkân sağlıyor. Böylece biyolojik ürünler “tasarla-yap-test et” döngüsü ile sentezlenebiliyor. Bu sayede biyoteknoloji alanındaki araştırmalara hız kazandırmak mümkün olabilir.

İnsan Genom Projesi’nde (insanın gen haritasının oluşturulması projesi) çalışan bilim insanlarından Craig Venter bu amaçla “dijital biyolojik dönüştürücü” isimli bir sistem geliştirdi. Dönüştürücü insan müdahalesine ihtiyaç duymaksızın dijital olarak DNA dizi bilgisine ulaşıyor ve ardından karmaşık biyolojik ürünleri sentezleyebiliyor.

Nature Biotechnology - Dijital biyolojik dönüştürücü

Dönüştürücü birden fazla cihazın bileşiminden oluşuyor. Sistemin çalışması için öncelikle örnek olarak kullanılacak DNA’nın dizilimi çıkarılıyor. Daha sonra üretimi yapılacak biyolojik maddelerin sentezlenmesi için gerekli malzemeler cihaza yükleniyor ve işlem başlatılıyor. Ardından sentezlenen biyolojik ürün saflaştırılarak son ürün elde ediliyor. Böylece üretim ilk basamaktan son basamağa kadar tek bir yerde gerçekleştirilebiliyor.

Bu sistemin en avantajlı özelliği ise geliştirilebilir olması. Şu an dünyada sadece tek bir dijital biyolojik dönüştürücü var. Sistemin geliştirilmesine ve biyolojik ürünlerin bu sistemde büyük miktarlarda üretilebilmesine yönelik araştırmalar devam ediyor. Sistem birkaç yıl içinde günlük hayatta kullanılmaya başlanabilir.

 

Kaynak:

Boles, K. S. ve ark., “Digital-to-biological converter for on-demand production of biologics”, Nature Biotechnology, Cilt 35, Sayı 7, s. 672-675, DOI: 10.1038/nbt.3859, 2017.

İlgili İçerikler

Biyoloji

2017’de Madagaskar’da keşfettiği yeni çekirge türleri ile tanınan, Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi Zooloji Anabilim Dalı’nda öğretim üyesi olan Prof. Dr. Mustafa Ünal ile araştırmaları üzerine bir söyleşi gerçekleştirdik.

Biyoloji

DNA yani deoksiribonükleik asit bütün canlı organizmaların hücrelerinde bulunan ve canlının tüm genetik özelliklerini taşıyan moleküldür. DNA ikili sarmal yapıdadır. Yani DNA’nın yapısında birbirine dolanmış şekilde iki zincir bulunur.

Biyoloji

Yıldız Teknik Üniversitesi IEEE Öğrenci Kulübü tarafından düzenlenen 7. BioForm etkinliği, 27-29 Kasım tarihleri arasında Yıldız Teknik Üniversitesi Davutpaşa Kampüsü Elektrik-Elektronik Fakültesi Konferans Salonu’nda gerçekleştiriliyor.

Biyoloji

Kartallar, şahinler, doğanlar, deliceler, kerkenezler, atmacalar ve çaylaklar  Türkiye’de de sayılı türleri olan gündüz yırtıcılarıdır. Bu kuşlar yüksek strateji geliştirme yetenekleri, manevra kabiliyetleri, hızlı uçmaları ve avlarını çok uzak mesafelerden bile görebilmeleri ile her zaman insanların ilgi odağı olmuştur. Ancak ak çaylaklar bu yırtıcılar arasında en az bilinenidir. 

Biyoloji

Biyofloresan canlının ışığı soğurması ve farklı renkte tekrar yaymasıdır. Bu olay denizlerde ve karalarda yaşayan bazı canlı türlerinde görülen biyolüminesans olayından farklıdır. Biyofloresan, canlıların derilerinde veya dokularında bulunan ve ışığı soğuran proteinler sayesinde gerçekleşir.

Biyoloji

Oxford Üniversitesinden bilim insanları, şempanzelerin yüzlerini tanımak ve onları doğal yaşam ortamlarında izlemek için yeni bir yapay zekâ teknolojisi geliştirdi. Araştırmanın sonuçları Science Advances dergisinde yayımlandı.

Biyoloji

Fosfat, şeker ve azot içeren baz (adenin, guanin, sitozin ve timin) gruplarının bir araya gelmesiyle oluşan DNA hücrelerimizde kalıtsal bilgiyi taşıyan moleküldür. DNA birbirine sarmal şekilde bağlanmış iki zincirden meydana gelir. Her bir zincir nükleotid olarak isimlendirilen molekül birimlerinin bir araya gelmesiyle oluşur.

Biyoloji

Adli tıp araştırmalarında olay yerinden alınan DNA örneklerinden suçluların belirlenmeye çalışıldığına polisiye dizilerde ya da filmlerde tanık olmuşsunuzdur. DNA dizisindeki kişiye özgü sıralamaları analiz ederek bir DNA örneğinin kime ait olduğunu belirlemeye yarayan yöntem DNA parmak izi olarak isimlendiriliyor. Peki, bu yöntem nasıl çalışıyor?

Biyoloji

Belki sizi şaşırtabilir ama Türkiye’de bir zamanlar çita, aslan, Hazar kaplanı, pars gibi büyük kediler yaşıyordu. Bunlardan çita en son 13. yüzyılda, aslan 19. yüzyılın başlarında, pars ve Hazar kaplanı ise 1970’li yıllarda ülkemizde görülmüş. Günümüzdeyse kedi ailesinden vaşaklar, yaban kedileri, saz kedisi ve karakulak gibi türler, soyları tehdit altında olsa da, hâlen Türkiye’de yaşıyor.

Biyoloji

Güney Amerika’daki sularda yaşayan 250’den fazla türde balığın yön bulmak ve birbirleriyle iletişim kurmak için elektrik ürettiği biliniyor. Ayrıca görünüşleri yılana benzediği için elektrikli yılan balığı olarak adlandırılan türler avlanmak ve kendilerini savunmak için de elektrik kullanıyor.