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

Bilim Genç Fotoğraflar köşesinde kış ile yaz mevsimi arasındaki geçişin etkilerini gözlediğimiz nisan ayında objektiflerinizi doğada yaşanan değişimlere odaklamanızı istemiştik. Bu süreçte #CanlananTabiat etiketiyle Bilim Genç’te paylaştığınız fotoğraflar değerlendirildi ve ayın en beğenilen fotoğrafları belirlendi.

Biyoloji

Yeni Zelanda’da yüksek volkanik etkinliğe sahip bir bölgedeki bitkiler üzerinde yapılan incelemeler sonucunda aşırı sıcak topraklarda yaşayabilen bitkilere rastlandı. Yeni Zelanda’daki Landcare Research’ten Mark Smale ve ekibi Yeni Zelanda’nın North Adası’ndaki Taupao Volkanik Alanı’nda incelemeler yaptı.

Biyoloji

Bilim Genç Fotoğraflar köşesinde mayıs ayında objektiflerinizi yaşadığınız bölgeye özgü bitki türlerine odaklamanızı istiyoruz. Fotoğraflarınızı Bilim Genç’te paylaşırken açıklama bölümüne #EndemikBitkiler etiketini eklemeyi unutmayın.

Biyoloji

Balinaların ses çıkarabildiği ve birbirleriyle iletişim kurabildiği biliniyor. Ancak bugüne kadar bu canlıların nasıl duyduğu anlaşılamamıştı. Balinaların hem büyüklükleri hem de okyanuslarda yaşamaları bilimsel araştırmaları zorlaştırıyordu.

Biyoloji

Avustralya’nın Sidney şehrindeki Garvan Enstitüsü araştırmacıları ilk defa i-motifi adı verilen farklı bir yapıdaki DNA’nın da insan vücudunda var olduğunu gösterdi. 

Biyoloji

Bir bölgede yaşayan belirli bir canlı türünün sayısını nasıl hesaplayabilirsiniz? “Canlıların tamamını tek tek yakalayıp sayarak” şeklinde bir çözüm aklınıza gelmiş olabilir. Ancak canlıların tamamını yakalamak, özellikle canlı sayısının çok yüksek ve canlıların yaşadığı bölgenin çok geniş olması durumda, mümkün değildir.

Biyoloji

Balinalar suda yaşayan memeli türlerinden biridir. Deniz memelilerinin karada yaşayan memeli türlerinden önemli bir farkı var. Suyun altında çok uzun süre nefeslerini tutabiliyorlar. Örneğin insanlar en fazla birkaç dakika nefeslerini tutabilirken, bazı balina türleri iki saat nefes almadan suyun altında kalabiliyor.

Biyoloji

Bu yıl 49.’su düzenlenen TÜBİTAK Lise Öğrencileri Araştırma Projeleri Yarışması’nın final sergisi 16-18 Nisan tarihleri arasında Antalya Kepez Mimar Sinan Kongre Merkezi’nde gerçekleştirilecek.

Biyoloji

Japonya’daki RIKEN Sürdürülebilir Kaynaklar Bilim Merkezi’nde çalışan bir grup araştırmacı bitkilerin su kaybetmesini önleyen bir hormon keşfetti.

Biyoloji

Japon kâğıt katlama sanatı origami ile birbirinden farklı objeler tasarlamak mümkün. Peki aynı el sanatını kâğıt yerine DNA’yı (deoksiribonükleik asit) kullanarak gerçekleştirebilir miyiz?