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

Üç tarafı denizlerle çevrili Türkiye binlerce deniz canlısı türüne ev sahipliği yapıyor. Bu canlılardan biri de denizanası. Ülkemizdeki denizlerde sekiz denizanası türü yaşıyor. Bu türler ay denizanası, pusula denizanası, maviş denizanası, mor sokar denizanası, deniz ciğeri denizanası, ters-düz denizanası, göçmen denizanası ve beyaz noktalı denizanası.

Biyoloji

Papağanlar ve kargalar, vücutlarının büyüklüklerine nazaran görece büyük beyinlere sahiptir ve sosyal zekâya sahip olmalarıyla bilinir. Geçmişte yapılan bilimsel çalışmalar kargaların birbirleriyle yardımlaşmadığını göstermişti. Yakın zamanda yapılan araştırmada ise bu kez papağanların birbirleriyle yardımlaşıp yardımlaşmadığı incelenmiş.

Biyoloji

Göz renginiz annenizden, saç şekliniz ise babanızdan... Peki ama bu özellikler nesilden nesile nasıl aktarılıyor?

Biyoloji

Günümüzde birçok canlı şehirleşme, tarım, endüstri gibi nedenlerle yaşam alanlarını kaybediyor. Bu canlılardan biri de Toros kurbağaları (Rana holtzi).

Biyoloji

Mitokondrilerin hücrelerin enerji santralleri olduğu biliniyordu. Yakın zamanlarda yapılan araştırmalar, mitokondrilerin daha önceleri bilinmeyen yeni bir işlevini ortaya çıkardı. Dr. Zheng Wu ve arkadaşlarının Nature Metabolism’de yayımladıkları sonuçlara göre, mitokondriler DNA’ya zarar veren etkenleri algılayarak çekirdekteki DNA’nın daha iyi korunmasını sağlıyor.

Biyoloji

Uluslararası bir araştırma grubu sıradan nesnelerin içinde bilgi depolamak için bir yöntem geliştirdi. Dr. Julian Koch ve arkadaşları tarafından yapılan araştırma Nature Biotechnology’de yayımlandı.

Biyoloji

“Birincil düzenleme” adı verilen yeni yöntem DNA sarmalındaki iplikçiklerin ikisinin birden kesilmesini gerektirmiyor. Üstelik bu yöntem temel düzenleme gibi sadece belirli türdeki nokta mutasyonları değil herhangi bir türdeki nokta mutasyonu düzeltmek için kullanılabiliyor.

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.