Gen İzi 2019 by genaktuelkulubu

İçindekiler

Editör’den..............................................................................................................................................2 Bölüm Hakkında....................................................................................................................................5 Genetikte Gündem................................................................................................................................6-9 • Ölü Beyin Canlanabilir mi; Brain Ex ile Ölüme Dair Farklı Bir Bakış Açısı •Geleceğe Dair Büyük Umut, Yapay Organ Gerçek Vücutta •Çift Çekirdekli İnsanlar •Maymunların İnsanlarla Mücadelesi •Kendi Enerjisini Üreten Yapay Hücre Prof. Dr.Hilal ÖZDAĞ ile Soru Cevap....................................................................................................10-12 Kök Hücre..............................................................................................................................................12-13 Doç. Dr. Ali AKPEK ile Soru Cevap ......................................................................................................14-15 Yapay Organ Biyofabrikasyonu’nun Bugünü ve Geleceği (Doç. Dr. Ali AKPEK) ..................................16-17 Eco-Tech................................................................................................................................................18-19 Bilimin Teknolojiye Kavuşması;BİYOİNFORMATİK ...............................................................................20-21 • İnsan Genom Projesi (Hgp) Dr.Cihan Taştan ile Soru Cevap.............................................................................................................22-23 HiDNA’nın Doğuşu:DNA’da Veri Depolama Teknolojisi..........................................................................24-25 Doç. Dr.Emel Hülya YÜKSELOĞLU ile Soru Cevap..............................................................................26-27 Adli Bilimler ve DNA...............................................................................................................................28-31 Bilimde İlk Adımlar:tarihi Keşifler............................................................................................................32-33 Keşifler Nasıl Gerçekleşti? ...................................................................................................................34-37 Yakın Gelecekte Irkımız Değişiyor Mu? CRISPR..................................................................................38-39 • Moleküler Biyolojide Yeni Bir Araç Olarak Cas9 ve CRISPR Ph.D.Ho Lin ile Soru Cevap...................................................................................................................40-41 Dr. İsmail BEZİRGANOĞLU ile Soru Cevap..........................................................................................42 GDO Nedir?...........................................................................................................................................43 Kusursuz Organizmanın Bozuk Genleri; Gen Tedavisi..........................................................................44 Dr. FatmaNecmiye KACI: Doxorubisin ve Survivin Hedefli Özel Nanopartiküller ile Kaskad Tedavisi: Kanser Hücrelerinin Kemoterapiye Duyarlılığı İçin Etkili Bir Alternatif...................................................45-47 Nobel Ödülleri........................................................................................................................................48-49 Kitap Vitrini.............................................................................................................................................50 Beyaz Perdede Bilim.............................................................................................................................51 Gen Aktüel Kulübü.................................................................................................................................52-55 Bulmacalar.............................................................................................................................................56-57

DANIŞMAN ÖĞRETİM ÜYESİ Dr. Fatma Necmiye KACI necmiyekaci@gmail.com EDİTÖR Hatice YAZICI yazicihatice.hy@gmail.com ) GENEL YAYIN YÖNETMENİ Fatma TURHAN (turhan.fatmab@gmail.com ) GRAFİK/TASARIM Mihriban ALTUNAY (mihribanaltunayy@gmail.com ) YAZARLAR Prof.Dr. Hilal ÖZDAĞ (RÖPORTAJ) Doç. Dr. Arzu GÖRMEZ Doç. Dr. Emel Hülya YÜKSELOĞLU Doç. Dr. Ali AKPEK Doç. Dr. Serkan ÖRTÜCÜ Dr. Cihan TAŞTAN Dr.İsmail BEZİRGANOĞLU Dr. Elanur AYDIN KARATAŞ Dr. Ömer Faruk KARATAŞ Ph.D. Ho LİN Yücelen YÜCEL ( yyücelenn@gmail.com ) Sümeyye TAT ( sumeyyetat53@gmail.com ) Şefika Ahsen YÜKSEL ( sefika.yuksel40@erzurum.edu.tr ) Şilan AKGÜL ( silanakgul25@gmail.com) Volkan KARABUDAK ( vkarabudak@hotmail.com) Hüseyin ASLAN ( huseyinnaslnn@gmail.com ) Sıtkı Burak DANE ( sitki.dane52@erzurum.edu.tr ) Hatice YAZICI ( yazicihatice.hy@gmail.com )

EDİTÖR’DEN Genaktüel Kulübü olarak çıkardığımız bu bilim dergisi ile siz değerli okuyucularımızın, meraklı bilim takipçilerinin ufkunu açabilecek ve aynı zamanda merakını arttıracak bir içerik hazırlamaya çalıştık. İçeriğimizde multidisipliner bir alan olan genetik bölümü hakkında, farklı alanlardan bilgi içerikleri derleyip bunları size sunabilmek için çabaladık. Bu amaçla alanında başarılı değerli bilim insanlarımızla iletişime geçerek, sizin için yazı ve röportajlar derledik. Bu dergi bizim için bir ilk ve belki de tek olarak kalacak. İşte bu yüzden, bu dergiyi çıkarmak için çabalayan bir avuç insan olarak istedik ki size verebileceğimizin en iyisini verelim. Çevirdiğiniz her sayfada yeni bir bilgi öğrenebilmenizi ya da dergimizde yer verdiğimiz değerli bilim insanlarının yazılarını okurken, zihninizde oluşabilecek ‘acaba bana ne tavsiye verirdi’ düşüncenizin bile karşılığını okurken bulabilmenizi temenni ederiz. Bu dergide bize katkı sağlayan yazı ve röportajlarını bizimle paylaşan, destekçimiz olan çok değerli bilim insanlarına sonsuz saygı ve teşekkürlerimizi sunuyoruz. Ayrıca bizimle birlikte karşılaştığımız her türlü zorlukta yanımızda olan ve “Siz bir şeyler yapın diye ben buradayım” diyerek hiçbir zaman desteğini bizden esirgemeyen kulübümüzün danışmanı Fatma Necmiye KACI’ ya ne kadar teşekkür etsek azdır. Ben ise kendi adıma bu dergide emeği geçen ve bir şeyler yapmak için çabalamaktan vazgeçmeyen kulüp arkadaşlarıma çok teşekkür ederim. Son olarak Genaktüel Kulübü olarak hatırlatmak isteriz ki, siz bir şeyler yapmak için çabalarsanız, çabalarınızı gören birileri yardıma gelecek ve kısa sürede çok daha güzel işler başarabileceksiniz. Unutmayın ki bilgi paylaştıkça çoğalır. Bizim GEN İZİ dergisi ile yapmak istediğimiz tam olarak budur. Dergi ile bıraktığımız izin çoğalarak büyümesini ve yayılmasını istiyoruz. İstiyoruz ki siz de bir şeylere başlamaktan ve bir şeyleri paylaşmaktan çekinmeyin. Eğer böyle bir toplum olmayı başarabilirsek, yarınlarımızı hep birlikte daha güzel şekilde geçirebiliriz. Keyifli okumalar dilerim...

genaktuelkulubu@gmail.com

www.genaktuelkulubu.wordpress.com

GEN İZİ

Hatice YAZICI

Değerli Okuyucularımız, 3 yıldan bu yana Genaktüel Kulübü’nün Danışmanlığını yapıyor olmaktan ve Kulübümüz için çalışan, sevgili öğrencilerim, geleceğin bilim insanları ile birlikte çalışmaktan çok büyük mutluluk duyduğumu belirtmek isterim. Kulüp kurulduğundan beri verdikleri emekleri, yaptıkları fedakarlıkları görmezden gelmek mümkün değil. Geçen sene gerçekleştirdiğimiz ve sadece Kulübümüzün emekleriyle gerçekleştirilen, çok değerli bilim insanlarının katılımıyla gerçekleşen “ Uluslararası Katılımlı Nobelyum Bilim Kongresi” Kulübümüz tarafından, Doğu Anadolu Bölgesinde yapılan, ilk büyük bilim kongresi olması özelliğine sahip olmakla birlikte, bizim çalışmalarımızın ilk ve en büyük adımını oluşturmaktadır. Öğrencilerim yanımda olduğu sürece, onların gözlerindeki o pırıltıyı gördüğüm sürece elimizden gelen her türlü çalışmayı siz değerli bilim insanları ile paylaşmak bizim için çok büyük bir zevk olacaktır. Dergiye katkı sağlayan tüm saygıdeğer hocalarıma Kulübümüz ve öğrencilerim adına teşekkür ediyor, yanımızda oldukları için çok büyük mutluluk duyduğumu belirtmek istiyorum. Son olarak, her bireyin sadece yaptıkları ölçüde değil, hayal ettikleri ölçüde ileri gidebileceğini düşünüyorum. Hayal etmekten ve inanmaktan vazgeçmeyin… İyi okumalar

Dr. Fatma Necmiye KACI

GEN İZİ

moleküler biyoloji ve genetik 6

GEN İZİ

Bölüm Hakkında... Moleküler Biyoloji ve Genetik, biyolojik sistem içerisinde yer alan tüm organizmaların molekül seviyesinde incelendiği bir bilim dalı olarak; canlılıkla ilgili özelliklerin nasıl kazanıldığını, organizmaların evrimsel sürecini ve günümüzde ulaştıkları noktadaki biyolojik ve genetik özelliklerini esas alarak; biyoloji, kimya ve fizik gibi temel bilimlerin yanı sıra genetik, omik teknolojiler (genomik, proteomik, metabolomik vb.) ve biyoinformatik gibi yeni alanlardaki gelişimlerle uygulamalı alanlara (tıp, farmakoloji, tarım, hayvancılık, endüstri, çevre vb.) önemli katkılar sağlayan disiplinler arası bir bilim dalıdır. Araştırma destek programlarında önceliği olan biyolojik birimlerin hem Dünya’da hem de ülkemizde geleceği son derece parlaktır. Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü mezunlarına olan talep, bilim dünyasında gerçekleşen gelişmeler sonucunda, ülkemizde ve tüm dünyada büyük bir hızla artmaktadır. Mezunlarımız; hastanelerin moleküler temelli tanı laboratuvarlarında, tüp bebek birimlerinde, ziraat, veterinerlik, gıda ve ilaç sektöründeki Ar-Ge, kalite kontrol ve çevre koruma birimlerinde, Biyoteknoloji’ye dayalı üretim ve çalışma yapan pek çok sektörde ve buna benzer birçok farklı alanda çalışma olanağı bulabilmektedir. Bunun yanı sıra yurt içi ve yurt dışı araştırma gruplarına katılarak akademik kariyer yapabilme olanaklarına da sahip olmaktadırlar. Son yılların hızlı gelişen bilim dallarından biri olan Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü mezunlarına yönelik yeni istihdam alanlarının, değişen koşullar ve ihtiyaçlara bağlı olarak, gelecek yıllarda artması da kaçınılmazdır. Bu bağlamda eksikliği giderecek moleküler biyolog ve genetik uzmanlarının yetişmesi ve rekabetin büyük olduğu bilim dünyasında yarışabilecek bilgi seviyesine sahip olması bölümün en önemli çıktıları olarak görülmektedir. Bu noktada mezun olacak öğrencilerimizin lisans eğitimleri boyunca elde ettikleri bilgiyi, araştırma ve teknolojiye uyarlayarak hayata geçireceklerine ve böylelikle insanlığa pek çok alanda hizmet edeceklerine inancımız tamdır. GEN İZİ dergisi de bunun en iyi örneklerinden birisidir. Katkısı ve gayreti olan, emek veren tüm öğrencilerime teşekkür ediyor, başarılarının devamını diliyorum...

Doç. Dr. Arzu GÖRMEZ Erzurum Teknik Ünv.

Fen Fakültesi Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölüm Başkanı GEN İZİ

GENETİKTE GÜNDEM DERLEYEN: Hatice YAZICI

Ölü Beyin Canlanabilir mi;

Brain Ex ile Ölüme Dair Farklı Bir Bakış Açısı Tarih: 17 Nisan 2019

Nature dergisinde yayımlanan bir makaleye göre, Yale üniversitesindeki araştırmacılar organları kan yerine geçen bir sisteme bağladılar ve sonucunda bu teknik ile hücrelerin enerji üretme ve atık kaldırma kabiliyeti gibi bazı önemli işlevleri restore ettiğini ve beyinlerin iç yapılarının korunmasına yardımcı olduğu gözlemlediler. Beyin aktivitesi durduğunda veya kalp ve akciğerler çalışmayı bıraktığında, bir kişinin yasal olarak ölü olduğu kabul edilmektedir. Beyin muazzam miktarda kan, oksijen ve enerji gerektirmekte ve bu hayati destek sistemleri olmadan birkaç dakika bile geçirmenin, geri dönüşümsüz bir şekilde hasara yol açtığı bilinmektedir.

Bu çalışmada, denek olarak otuz iki domuz kullanılmış ve domuzlara ait beyinler üzerinde çalışılmıştır. Deneyde kullanılan domuzların ölümlerinden dört saat sonra, araştırmacılar beyindeki toplar ve atar damarlara sıcak bir koruyucu solüsyon pompalamışlardır. Araştırmacıların Brain Ex adını verdikleri sistem, beyin hücrelerine besin ve oksijen ileterek kan akışını taklit etmektedir. Ekibin kullandığı bu koruyucu solüsyon, ayrıca nöronların ateşlenmesini durduran, hasar görmelerini önleyen ve elektrikli beyin aktivitesinin yeniden başlamasını engelleyen kimyasallar da içeriyor olmasına rağmen, bilim insanları deney boyunca beyinlerin elektriksel aktivitesini gözlemleyerek, organın bilincini geri kazanabilme ihtimaline dair işaretler gördükleri anda anestezi vermeye hazır halde beklemişlerdir. GEN İZİ

Araştırmacılar yaptıkları bu çalışmalar sayesinde beyinin, altı saatlik bir sürede ne kadar iyi çalıştığını tespit etmişlerdir. Nöronların ve diğer beyin hücrelerinin, şeker tüketmek ve karbondioksit üretmek gibi normal metabolik işlevleri yenViden başlattıklarını ve beyinin bağışıklık sisteminin hala çalışıyor olduğunu tespit etmişlerdir. Bireysel hücrelerin yapıları ve beynin bölümleri korunmuş; besin ve oksijen bakımından zengin çözeltiyi alamayan kontrol kısmındaki beyin hücreleri deney sonucunda çökmüştür. Bilim insanları tedavi edilen beyinlerden doku örneklerine elektrik uyguladıklarında, bireysel nöronların hala bir sinyal taşıyabildikleri bulgusuna ulaşmışlardır. Ancak ekip, beynin tamamında, karmaşık beyin aktivitesini ve hatta bilincini gösterecek olan, koordine edilmiş elektriksel örüntüleri ne yazık ki görememiştir. Araştırmacılar, beyin aktivitesinin yeniden başlatılmasının, bir elektrik şoku gerektirebileceğini veya hücrelerin oksijenden yoksun kaldıklarında oluşabilecek zararları engelleyerek, iyileşmelerini sağlamak için beynin uzun süre Brain Ex solüsyonunda tutulmasının gerekebileceğini söylemektedirler. Sonuç olarak bu çalışma ile çok önemli bulgular elde edilmiş fakat bunların yanı sıra birçok etik kaygı içeren düşünce de alevlenmiştir. Ayrıca araştırmacılar tarafından Brain Ex sisteminin şuan için insanlarda kullanıma hazır olmaktan çok uzak olduğu söylenmektedir (1).

Geleceğe Dair Büyük Umut; Yapay Organ Gerçek Vücutta Tarih: 15 Nisan 2019

Advanced Science tıp dergisinde yayınlan çalışma ile insan dokusu ve damarı kullanılarak ilk kez üç boyutlu yazıcıda kalp üretilmiştir. Araştırmacılar bu gelişmenin organ naklinde ve tıp dünyasında büyük bir başarı olduğunu, ileride hastalıklı olan kalplerde doku transferi tedavisinin önünü açabileceğini düşünmektedirler. Kardiyovasküler hastalıklar, sanayileşmiş ülkelerde en önemli ölüm nedenlerinden birini oluşturmaktadır. Bugüne kadar, son dönem kalp yetmezliği olan hastaların tek tedavisinin kalp nakli olduğu bilinmektedir. Kalp donörlerinin sayısı sınırlı olduğundan, enfarktüslü kalbin yenilenmesi için yeni yaklaşımların geliştirilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Kardiyak doku mühendisliği, kardiyak hücreleri ve 3B biyomalzemelerini birleştirerek alternatif bir yaklaşım sunmaktadır. Bu çalışmada ise 3D baskıya basit bir yaklaşımla hastanın immünolojik, hücresel, biyokimyasal ve anatomik özelliklerine tam olarak uyan kalın, vaskülarize ve perfüze edilebilir kardiyak yamalar oluşturulmuştur. Bu çalışma için öncelikle, hastalardan bir omental doku biyopsisi alınmaktadır. Hücreler pluripotent kök hücre olacak şekilde yeniden programlanmakta ve kardiyomiyositlere ve endotel

hücrelerine farklılaştırılırken, hücre dışı matris kişiselleştirilmiş bir hidrojel halinde işlenmektedir. Ardından, iki hücre tipi, parankimal kardiyak doku ve kan damarları için biyokinler oluşturmak üzere ayrı ayrı hidrojeller ile birleştirimektedir. Fonksiyonel vaskülerize yamaları hastanın anatomisine göre şekillendirilmiştir. Kan damarı mimarisi, oksijen transferinin matematiksel modellenmesi ile daha da geliştirilmiştir. Son olarak, kavramın bir kanıtı olarak, doğal mimariye sahip hücreselleştirilmiş insan kalpleri bastırılmıştır. Doktor Tal Dvir yaptığı açıklamada üç boyutlu yazıcı ürünü olan kalpleri bir sene içerisinde hayvanlara nakletmek istediklerini açıklamıştır. Dvir, “Belki 10 yıl içinde, dünyadaki pek çok hastanede, organ yazıcıları olacak ve bu tarz prosedürler bir rutin haline gelecek” öngörüsünde bulunmuştur. Ancak Dvir, hastanelerin başlangıçta kalpten daha az karmaşık olan başka organları tercih edeceğini düşündüğünü de konuşmasında belirtmiştir (2).

GEN İZİ

GENETİKTE GÜNDEM

Çift Çekirdekli İnsanlar Tarih: 9 Nisan 2019

CRISPR ile İnsan Hücrelerine Çift Çekirdekli Bilgisayar Yerleştirilmiştir. Memeli hücre davranışının rasyonel programlanması sağlanarak, sentetik biyoloji ve biyomedikal uygulama alanlarında birçok önemli yenilikler tetiklenmiştir. Bu çalışma ile tek kılavuzlu RNA’ların genetik yazılımına tepki olarak, gen ekspresyonunu kontrol eden protein bazlı merkezi işlem birimleri (CPU) olarak çekirdek Cas9 varyantları kullanılarak, tek insan hücrelerinde yarı toplayıcı gibi ölçeklenebilir Boole mantık hesaplamaları programlanmıştır. Ortogonal Cas9 varyantlarının birleştirilmesi, paralel aritmetik hesaplamalar sağlayan çok çekirdekli genetik işlemcilerin tasarımını mümkün kılmıştır. Cas9 tabanlı çok çekirdekli CPU tasarımı, tek hücreli memeli biyobilgisayarında biyomedikal uygulamalar sağlamak için çok önemli fırsatlar sağlayabilmektedir. Proje ekibi, tasarlanan biyobelirteçler ile terapötik moleküller yaratarak hastalıklara cevap verilebileceğini söylemektedir. Bu çalışmalar sayesinde, uzun vadede, bu çift çekirdekli hücre bilgisayarları ile hastalık teşhisi ve tedavisi için güçlü biyobilgisayarların yapılmasının sağlanabileceği düşünülmektedir (3).

primat modelleri ile terapötik Maymunların tedavilerin geliştirilmesine yardımcı olabileceği düşünülmektedir. İnsanlarla .Bu çalışmada, CRISPR / Cas9 maymun embriyolarında Mücadelesi iledüzenlenme yapılmış ve sirkadiyen

Tarih: 24 Ocak 2019

CRISPR/Cas9 ile yapılan gen düzenlemesi ile sirkadiyen bozukluğu araştırmaları için, BMAL1 nakavt cynomolgus maymunlarının oluşumu sağlanmıştır. Sirkadiyen bozukluğu metabolik, psikiyatrik ve yaşa bağlı bozukluklar için bir risk faktörü olmakta ve insan dışı GEN İZİ

ile ilişkili bozukluklar için BMAL1 nakavt cynomolgus maymunlarının oluşumu sağlanmıştır. Bu sayede maymunlar azalan uyku süresi, artan gece hareketliliği, kan hormonlarının hareketliğinin gün içinde azalması gibi semptomlar göstermiş ve bunun yanı sıra depresyon ile şizofreni benzeri

davranışlar sergilemeye başlamışlardır. Bu çalışmayı yapan bilim insanları tarafından, BMAL1 nakavt maymunlarının, sirkadiyen rahatsızlığının fizyolojik sonuçlarını incelemek ve psikiyatrik bozukluklar için tedaviler geliştirmek adına potansiyel olarak kullanılabilir olabileceğini vurgulamışlar fakat yapılan hayvan deneyleri dünyada etik olarak kabul görmeyip, çok büyük yankılar uyandırmıştır (5).

Kendi Enerjisini Üreten Yapay Hücre Tarih: 22 mart 2019

Bilim adamları, fotosentez yaparak kendi enerjilerini üreten yapay bir hücre oluşturmaktadır. Yapılan bu çalışmada, ilk olarak DNA’dan haberci RNA (mRNA) oluşturulmuş ve ardından da mRNA dan protein üretilerek gerçek hücreler taklit edilmiştir. Yapay hücrenin inşası için gerekli olan bu tür girişimler, sadece yaşam fenomenleri için gereklilikleri belirlemeye değil, aynı zamanda endüstriyel uygulamaya yönelik bir biyo-cihaz olarak da gelişmeye yol açmaktadır. Hücreyi taklit eden bir yapay hücre, dev vezikül içerisindeki hücre içermeyen bir protein sentez sisteminin enkapsüle edilmesiyle oluşturulmuştur. Hücresiz sistem, sentetik biyoloji alanındaki araştırmalara ve özellikle de yeniden yapılandırılmış hücre içermeyen bir sisteme (PURE sistemi) yaygın olarak uygulanmıştır. Her ne kadar yapay hücre sisteminde birkaç hücresel fonksiyon veya fenomen şu ana kadar yeniden yapılandırılmış

olsa da, hiç protein sentezi için kendiliğinden enerji sağlayan bir sistem elde edilememiştir. Yapay hücrenin, enerjisel olarak bağımsız bir sisteme dönüştürülmesi için, sınırsız fiziksel veya kimyasal bir enerji kaynağı tarafından yönlendirilen, bir sistem kurulması gerekmektedir. Bu amaçla, ATP sentaz ve bachodopsin işbirliğiyle adenozin trifosfat (ATP) üreten bir biyomimetik yapay organelin, yapay hücreler için rasyonel enerji üreten sistem olarak uygulanabilir olacağı düşünülmektedir. Bu çalışmada, Lee ve ark. dev unilamellar vezikül (GUV) içerisinde karbon fiksasyonu (in vitro) ve aktin polimerizasyonu gösteren fotosentetik yapay bir organel kullanarak, ATP sentezini gerçekleştirmişlerdir. Bu sonuç, yapay organelleri yapay hücre sistemine, yani GUV içindeki fotosenteze edilmiş, ATP’ye dayanan protein sentezine uygulamamızı sağlamıştır. Yapay hücre sistemiyle, pozitif geri besleme döngüsü

yapısı içinde kendi parçalarının kendiliğinden oluşturulması sağlanmıştır. Çalışma, gerçek bir hücrenin yapabileceği tüm protein çeşitlerini çoğaltmayı başaramasa da, araştırmacılar bunun iyileştirilmiş bir kurulumla gerçekleşebileceğini düşünmektedirler. Bilim adamları çalışmalarının, modern hücrelerin önüne geçtiği düşünülen protocellerin incelenmesinde de önemli olabileceğini söylemektedirler. Bu protokoller kullanılarak kendi metabolizmalarını oluşturmak için nasıl enerji ürettiklerinin cevabını yeni yapay hücreler verebilmektedir. Araştırmanın bir diğer yararı, ilaç dağıtımından süper akıllı sensörlerin geliştirilmesine kadar her şeyi kapsayabilmesi ve gelişmesine katkı sağlayabilir olmasıdır. Araştırmacılar bu çalışma için, “Yapay fotosentetik hücre sistemimiz, enerjisel olarak, bağımsız bir yapay hücre inşa etmenin yolunu açıyor” demektedirler (4).

Referans:

• (1):Reardon, S. (2019). Pig brains kept alive outside body for hours after death. Nature, 568(7752), 283. • (2): Noor, N., Shapira, A., Edri, R., Gal, I., Wertheim, L., & Dvir, T. (2019). 3D Printing of Personalized Thick and Perfusable Cardiac Patches and Hearts. Advanced Science, 1900344. • (3): Kim, H., Bojar, D., & Fussenegger, M. (2019). A CRISPR/Cas9-based central processing unit to program complex logic computation in human cells. Proceedings of the National Academy of Sciences, 201821740. • (4): Berhanu, S., Ueda, T., & Kuruma, Y. (2019). Artificial photosynthetic cell producing energy for protein synthesis. Nature communications, 10(1), 1325. • (5): Qiu, P., Jiang, J., Liu, Z., Cai, Y., Huang, T., Wang, Y., ... & Li, Q. (2019). BMAL1 knockout macaque monkeys display reduced sleep and psychiatric disorders. National Science Review, 6(1), 87-100.

GEN İZİ

Prof. Dr. Hilal ÖZDAĞ Ankara Üniversitesi/ Biyoteknoloji Enstitüsü

Şu an Ankara Üniversitesi Biyoteknoloji Enstitüsü Biyoteknoloji Anabilim Dalı Sistem Biyoteknolojisi İleri Araştırma Birimi’nde Özdağlab ekibiyle araştırma yapıyorsunuz. Bizim için bu konuma nasıl geldiğinizden kısaca bahseder misiniz ?

1989 yılında Ankara Tevfik Fikret Lisesi’nden mezun olduktan sonra aynı yıl ekim ayında Hacettepe Üniversitesi Fen Fakültesi Biyoloji Bölümünü kazandım. Öyle sanıyorum ki en büyük şansım Üniversite’deki ilk gün ilk dersime değerli hocam Prof. Dr. Ali Demirsoy’un girmiş olmasıdır. O derste üniversitede olduğumu, doğru bölümü seçmiş olduğumu anladım/hissettim. Biyoloji bölümüne başladıktan çok kısa bir süre sonra beni mutlu edecek kariyerin akademisyenlik olduğuna karar verdim ve o noktadan itibaren kariyer planımı bu doğrultuda yapmaya başladım. Akademisyenlik için yabancı dilin çok önemli olduğunu, yaşam bilimleri sahasında ise bu dilin İngilizce olduğunu gördüğümde biliyor olduğum Fransızca’nın yetmeyeceğini anlayarak lisans birinci sınıftan itibaren İngilizce öğrenimime özel vakit ayırdım. Lisans 3. Sınıfta çalışmak/uzmanlaşmak istediğim sahanın moleküler biyoloji ve genetik olduğuna karar vermiştim. Diğer yandan birinci sınıftan itibaren üniversitede bir yandan lisansüstü eğitim yaparken bir yandan da araştırma görevlisi kadrosuna girebilmenin ideal senaryo olduğunu görmüş ancak kadroların çok az olduğunu ve kariyer planında araştırma görevlisi kadrosuna girme hedefine alternatif mutlak bir B planı gerekliğinin farkına varmıştım. Bu nedenle lisans sonrası burslarla ilgili araştırma yaptımdım ve TÜBİTAK’ın yurtiçi lisansüstü bursları olduğunu, bu burslar için o yıllardaki kriterin lisans mezuniyet not ortalaması olduğunu öğrendim. Biyoloji bölümünü o yılın en yüksek not ortalaması ile bitirince TÜBİTAK bursunu alarak Hacettepe Üniversitesi Biyoloji Bölümü Biyoteknoloji Anabilim Dalı’nda yüksek lisans eğitimine başladım.

Yüksek lisans için bu bölümü seçmemin nedeni o yıl yeni kurulan bu Anabilim dalı hocalarından birinin insan genetik hastalıklarından birinin moleküler patolojisi ile çalışıyor ve projesinin TÜBİTAK tarafından destekleniyor olması idi. Lisans birinci sınıfından itibaren İngilizce öğrenimime ayırmış olduğum emek ve mesai de bu arada meyvesini vermişti. TOEFL sınavında bir hayli yüksek bir puan almıştım. Yüksek lisans tezim için okumam gereken İngilizce makaleleri sorunsuz okuyup anlayabiliyordum. Sonuçta 2 yıl süre ile Prof. Dr. Reyhan Öner ve Prof. Dr. Cihan Öner’in laboratuvarında alfa talasemi hastalarının genetik analizlerini konu alan bir yüksek lisans çalışmasını bitirdiğimde benim için Hacettepe yolculuğunun sonunun geldiğini de anlamıştım. Bu noktada siz genç arkadaşlarıma, müstakbel meslektaşlarıma hatırlatmak istediğim önemli bir nokta ülkemizde üniversitelerimizin pekçoğunun maalesef muzdarip olduğu içten beslenme (inbreeding) probleminden bahsetmek isterim. GEN İZİ

Bilimsel araştırmalar, akademik araştırmalar ve hatta her türlü uzmanlık, bilgi ve tecrübenin arttırılmasının yanı sıra farklı görgü, geleneklerle biraraya gelmeyi gerektirir. Bu nedenle dünyanın önde gelen üniversiteleri farklı üniversitelerden, nitelikli öğrenci, akademisyen, bilim insanını bünyesine almak ister. Ülkemizde kadro politikalarından başlayan muhtelif nedenlerle genel olarak bir akademisyenin kariyer yolu aynı üniversitede lisans, yüksek lisans, doktora yapıp o üniversitenin öğretim üyesi kadrosuna atanmasına uzanan yolda ilerler. Sizler kariyerlerinizde başka üniversitelerde üst eğitim almayı, farklı kurumlarda tecrübe kazanmayı önceliğiniz haline getirin, emin olun bu sizi daha kuvvetli kılacak, tecrübelerinizi zenginleştirecektir. Benim kariyer yoluma dönersek; Hacettepe Üniversitesi’nde yüksek lisansımın ikinci yılının ortalarında Bilkent Üniversitesi Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü’nü açacağını duyurmuştu. Bunu duyar duymaz Bilkent Üniversite’sine giderek, açılacak olan bu bölümle ilgili bilgi alıp doktora programlarını açıp açmayacaklarını sordum, cevap olumlu olunca rotamı Bilkent’e kırdım. 1995 Ekim ayında Bilkent Üniversitesi’nde doktora eğitimime başladım. Beş yıl süren bu dönemde ailesel ve kalıtımsal meme kanserine neden olduğu 1990’lı yılların başlarında belirlenmiş olan iki genin Türk meme kanseri hastalarındaki durumunu inceledik. Bilkent Üniversitesi Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü’nün kuruluşu ülkemizde yaşam bilimleri eğitim ve araştırmaları için bir dönüm noktası teşkil eder. Bu bölümün kuruluşu ile üniversite sınavında ilk kez çok seçilmiş bir öğrenci grubu yaşam bilimleri bölümünü tercihleri arasına almaya başlamıştır. Doktora eğitimim benim kariyerim için de önemli bir dönüm noktasıdır. Dünya standartlarına eş değer kabul edilebilecek bir ortam ve şartlarda yapılan ve sonucunda uluslararası atıf indekslerinde yer alan yayınların çıktığı bir tez çalışması ve bu süreçte edinilen bilgi ve tecrübe, doktora sonrası araştırmacı olarak iş başvurusu yapmış olduğum Cambridge Üniversitesi Hutchison-MRC araştırma merkezinde araştırma programı yöneticisi olan Prof. Carlos Caldas’ın ekibine kabul edilmemi sağlayan yolu açmıştır. Cambridge’de 4 yıl süren doktora sonrası araştırmalarım epitelyal kanserlerde kromatin modifiye edici genlerin etkisi üzerine olmuştur. Doktora sonrası araştırıcı olarak çalışılan dönem bir araştırmacı/ bilim insanının bağımsız bir araştırmacı şekillendiği süreç olarak tanımlanabilir. Bu çerçevede bu dört yıllık süreç kariyerim en kıymetli yılları arasında yer alır. Doktoram sürecinde yurtdışında kariyer/eğitim planıma uygun bir merkezde mutlaka doktora sonrası araştırmacı olarak çalışmalıyım kararını nasıl verdiysem, böyle bir sürecin sonunda mutlaka Türkiye’ye dönmeli, ülkemde çalışmalıyım kararını da doktora sürecimde almıştım. Böylelikle 4 yıllık araştırmanın ardından Türkiye’ye döndüm ve o yıllarda araştırma altyapısı henüz yeni açılmış olan Ankara Üniversitesi Biyoteknoloji Enstitüsü’nün kurucu müdürü değerli hocam Prof. Dr. Nejat Akar ile tanıştım. Enstitü’nün fiziki altyapısının şekillendirilme şekli ve kurucu heyetin vizyonu beni bu Enstitü’deki mevcut çalışmalarıma taşıyan yolun ilk taşları oldu.

Ülkemizin şu an sizin çalıştığınız alanlardaki bilimsel faaliyetlerini nasıl değerlendiriyorsunuz?

Ülkemizde 1980’lerden bugüne bilim politikalarına dair oluşturulmuş yazılı resmi belgeler genel hatları ile doğru tespitleri ortaya koymuş ve gerekli yol haritalarını belirlemiştir. Ancak bu politikaların icraya konulmasında sıkıntılar yaşanmıştır. Üniversite’den mezun olduğum 1993 yılından bugüne ülkemizin yaşam bilimlerine ve biyoteknolojiye bakışı, bu sahaların ülke refahı için ne denli hayati olduğuna dair farkındalığı önemli ölçüde artmıştır. Ancak bilimin ve adı geçen araştırma sahalarının ilerlemesi için bir ülkenin bütün ekosisteminin paralel olarak ilerlemesi ve şekillenmesi gerekir. Bugün ülkemizde çalışmakta olduğum disiplinlerarası sahada çok önemli bir bilgi birikimi ve akademik yapabilirlik mevcuttur. Ancak dünya ölçeğinde son derece rekabetçi olan bu sahada ülkemizin rekabetçi taraflardan biri haline gelmesi için gerekli koordine (bütün kurum ve tarafların uyum içinde olduğu) bir stratejik plan ve yapılanma eksiktir. Umut verici husus belli bir süredir politika yapıcı ve uygulayıcı tarafların bu eksikliğin farkında olarak bir takım planlamalar yapmaya başlamış olmalarıdır.

Klonlama teknolojisinin amacı insan klonlamak değildir, olmamalıdır da. Tarım ve hayvancılık sahasında daha dayanıklı, daha besleyici ürünler elde etmek amacı ile rekombinant DNA teknolojisinden faydalanılmaktadır. Bu amaçla elde edilen ürünler ve elde etme süreçleri ile de ilgili birçok düzenleme mevcuttur. Bu düzenlemeler gereklidir. Ekosistem üzerine normal biyolojik süreci keserek müdahale etme iktidarını eline geçiren insanoğlunun bu iktidarı kullanırken azami özen ve dikkatini bir an için dahi elden bırakmaması, bu konudaki ulusal ve uluslararası düzenlemeleri harfiyen takip etmesi gerekir. Diğer yandan sorunuzun kısa cevabı olarak, insan bir “meta” değildir, klonlanması etik olarak mümkün değildir.

5 3

Türkiye’nin bugünkü bilimsel faaliyetlerinden bahsetmişken biraz yakın geçmişe gidecek olursak bildiğimiz üzere 1982 yılında bilim alanında yapılan yayınlar açısından Türkiye 43. Güney Kore ise 47. sıradaydı 1983-2003 yılları için düzenlenen bilim politikamızın Güney Kore ile çok benzer olduğunu biliyoruz fakat şuan bilim alanında Güney Kore’nin bizden önde olduğu bir gerçek. Türkiye’nin bilim alanındaki faaliyetlerinde diğer ülkelere göre geride kalmasının nedeni hakkında düşüncelerinizi bizimle paylaşır mısınız?

Bu sorunun cevabı bir önceki sorunun ilk cümlesidir. 1980’li yılların başında Türkiye ve Güney Kore’nin ayrı ayrı yaptıkları bilim ve teknoloji sahalarındaki kalkınma planları dikkate değer ölçüde benzerlik arzetmektedir. Bugün ile o gün arasında iki ülke arasındaki fark Güney Kore’nin plana sadık kalması, ülkemizin ise planın gerektirdiklerini yerine getirmemiş olmasıdır. Bilimsel ve teknolojik gelişme için ilk ve orta öğretimin hayati olduğu da gözden kaçmamalı, bu süreçteki en önemli hareket noktası olduğu unutulmamalıdır. Uluslararası kapsamda yapılan ilk-orta öğretim değerlendirme test ve sınavlarının ülkemiz eğitim sisteminden geçen öğrencilerin muhakeme edebilme (bir anlamda bilgiyi kullanabilme) becerilerinde önemli bir zayıflık olduğunu tespit etmekte olması ülkemizin en önemli sorunlarının ilk sırasına konulmalıdır.

İnsan klonlama çalışmaları için şuan bir çok engel gösteriliyor. Bu engellerin kaynağında öncelikle etik kaygılar var. Tıp ve teknoloji ile insan klonlama çalışmalarındaki tüm problemlerini ortadan kaldırılabildiğini farz edersek etik kaygılar o zaman da insan klonlama önünde bir engel oluşturabilir mi?

Biyoteknoloji alanında yapay zekanın yeri ve öneminden biraz bahsedebilir misiniz? Sizce ileride biyoteknoloji alanında çığır niteliğinde yeniliklere yapay zeka yardımı ile imza atabilir miyiz?

Genom projelerinin gerçekleşmesinin paralelinde bütünü analiz etmeyi mümkün kılan teknolojiler gelişmiş ve bilim insanları genomik, proteomik, metabolomik seviyede ilk kez büyük veri (big data) ile karşı karşıya gelmiştir. Genom projelerinin ilk gününden itibaren kolkola yürüyen genetik ve bilişim devreye büyük verinin girişi ile beraber yeni bir bilim/uzmanlık sahası olan Biyoinformatiğin ortaya çıkmasına vesile olmuştur. Bugün birçok farklı sahada ilgi odağı olan büyük veri analizleri biyoteknolojinin en önemli kaynakları arasındadır. Hali hazırda biyoinformatik büyük verinin anlamlandırılmasında yapay zeka araçlarından faydalanmaktadır. Önümüzdeki süreçte yapay zeka algoritmalarının biyoinformatikte daha da etkin olarak kullanılacaktır. Siz genç arkadaşlarıma tavsiyem bilgisayarda yalnızca yazılım kullanıcısı olmamanız aynı zamanda bilgisayara istediğiniz komutları yaptıracak ölçüde kodlama becerisine sahip olmanız gerektiğinin farkında olarak bu konuda kendinizi geliştirmenizdir.

Gelecekte yapmak istediğiniz çalışmalar ve hedeflerinizden bahsedebilir misiniz?

Araştırma ekibimin ve çalışmakta olduğum Biyoteknoloji Enstitüsünün hedefi ülkemizde hassas tıp çalışmalarına katkıda bulunmak hastalıkların erken teşhisine ve/veya doğru tedavi edilmesini sağlayacak moleküler bilginin ortaya çıkarılmasıdır. Araştırma ekibimin spesifik çalışma sahası bütün dünyada ve ülkemizde önemli ve öncelikli bir halk sağlığı sorunu olan kolorektal kanserdir. Geldiğimiz aşamada bilimsel araştırma bulgularımızın kliniğe yansımasını görmeyi hedeflemekteyiz.

GEN İZİ

vv tt

Biliyoruz ki geleceği şekillendirmek bizim elimizde, geleceğin bilim insanları adaylarına önerileriniz nelerdir ? Kendilerini nasıl geliştirmelerini önerirsiniz, nasıl bir alt yapı oluşturmalıdırlar ?

Öncelikle okumak, okumak ve okumak. Yalnızca mesleğiniz, eğitiminizle ilgili değil her konuda okumalısınız. İkinci olarak eğer bilim yolunda yürüyeceksiniz ve rekabet edebilir bir şekilde yetişmek istiyorsanız bilimin ortak dili olan İngilizce’yi rahat okuyabilir ve yazabilir hale gelmeniz gerekiyor. Bilgiye erişmenizin şu andaki tek yolu bu. Üçüncü olarak geliştirmeniz gereken en önemli yeteneğiniz farkındalık olmalı ve öncelikle bir konuyu anlayıp anlamadığınızın farkında olmalısınız. Bu cümlemdeki tespit 2006’dan bu yana verdiğim derslerdeki geri dönüşlerin çevresinde gelişmiştir. Aslında öğrenilmesi gereken bir bilgi olan Biyoloji’nin ezberlenmesi gereken bir bilgi yığını olarak algılatılması ve algılanması siz genç insanların öğrenme sürecinizi kesintiye uğratmaktadır. Eğer bilgiler arasında bağlantı kuramıyorsanız genetik dersinde öğrendiklerinizi hücre biyolojisine aktaramıyorsanız orada bir sıkıntı olduğunu farkedin. Anlamadığınızı farketmeniz yolu yarılamanız anlamına gelir, gerisi biraz okuma, biraz çalışmadır.

Eklemek istediğiniz son bir mesajınız var mı?

KÖK HÜCRE

Kariyer planınızı yapmak için önce kendinizi tanıyın, niteliklerinizi tanımlayın, değerlendirin, nasıl bir hayatın sizi mutlu, huzurlu, tamamlanmış hissettireceğini düşünün ve yolunuzu şekillendirin. Başarı dileklerimle,

GEN İZİ

Sıtkı Burak DANE

Kök hücreler, kendini yenileme özelliğine sahip, özelleşmiş hücrelere farklılaşabilen, vücut içinde veya laboratuvar ortamında uygun şartlar sağlandığında birçok farklı hücre tipine dönüşebilen farklılaşmamış hücre topluluğudur.

Günümüzde kök hücre tedavisi;

• Kök hücre çalışmaları, ilk olarak 1960’larda hematopoetik kök hücrelerin keşfi ile başlamıştır. • Hematopoetik kök hücre nakli ile ilgili çalışmalar 1950’li yıllarda Reckers ve arkadaşları tarafından radyasyondan korunma amaçlı fare deneyleri ile başlamıştır. • 1950 ve 60’lı yıllarda Prof. Dr. Süreyya Tahsin Aygün hayvanlarda fetal greftler ve kordon kanı greftleri ile hastalıkların tedavisinde araştırmalar yapmış ve kök hücre çalışmalarının öncülerinden olmuştur. • 1967 yılında tamamlanan embriyonel karsinoma hücrelerinin kültür ortamında çoğaltılması kök hücre çalışmalarını ileri doğru atan önemli bir adım olmuştur. • 1998’de ilk insan embriyonik kök hücreleri kültüre edilebilmiştir.

• Standford Üniversitesinde gerçekleştirilen bir çalışmada, araştırmacılar tarafından kök hücreler doğrudan inme inen hastaların beynine enjekte edilmiştir. Araştırmacılar böylece başarılı bir sonuç elde etmişlerdir. Bu çalışma ile insan beyninde meydana gelen hasarın, kalıcı olarak geri döndürülemeyeceği fikrinin yeniden sorgulanması sağlanmıştır. Plato aşamasında olan 18 inme inmiş hasta üzerinde bilinçleri açık bir şekilde uygulanan bu tedavi sonrasında hastaların, kontrolü 1, 6 ve 12 ay sonra yapılmıştır. Bu testler sonrasında 18 hastanın 7 tanesinde iyileşme kaydedilmiştir. • New York Albert Einstein Tıp Okulunda Dongsheng Cai yönetiminde laboratuvar fareleri üzerinde yapılan çalışmalar ile beyindeki kök hücreler ile yaşlanmanın tersine çevrilebileceğine dair bir umut doğmuştur. Yapılan bu deneyde, hem normal gelişim gösteren farelerin, hem de kök hücreleri yapay yollarla tahrip edilen farelerin beynine hipotalamus kök hücreleri enjekte edilmiştir. Her iki grupta da, doku analizi, kas dayanıklılığı, sosyal davranış ve zihinsel yeti gibi çeşitli ölçütlere göre yapılan değerlendirmelerde yaşlanmanın yavaşladığı ya da geriye döndüğü saptanmıştır. • Kök hücre tedavisinin önündeki en büyük engel genel olarak doku uyuşmazlığıdır. Kaliforniya Üniversitesindeki bilim insanları, CRISPR yardımıyla gen düzenleme tekniğini kullanarak, bağışıklık sistemi tarafından görünmez hale gelen kök hücreleri üretmeyi başarmışlardır. Referanslar: • Sağsöz, H., & Ketani, M. A. (2008). Kök hücreler. Dicle Üniversitesi Veteriner Fakültesi Dergisi, (2), 29-33. • Şahin, F., Saydam, G., & Omay, S. B. (2005). Kök hücre plastisitesi ve klinik pratikte kök hücre tedavisi. Türk Hematoloji Onkoloji Dergisi, 1(15), 48-56. • https://www.ucsf.edu/news/2019/02/413311/crispr-gene-editingmakes-stem-cells-invisible-immune-system • Sinden, J. D., & Muir, K. W. (2012). Stem cells in stroke treatment: the promise and the challenges. International Journal of Stroke, 7(5), 426-434.

GEN İZİ

Doç. Dr. Ali AKPEK Gebze Teknik Üniversitesi Biyomühendislik

ile Soru Cevap Türkiye’de bilim insanı olmak hakkında ne düşünüyorsunuz. Ülkemizdeki bilim, temel bilimler alanında yapılan çalışmaları yeterli buluyor musunuz? Bu soruya herhangi bir ülkede çalışan herhangi bir akademisyenin yeterli bulması pek tabii mümkün değil. Çünkü dünyanın en yoğun çalışan bilim insanı ve buna sınırsız bütçe ayıran bir ülkede yaşıyorda olsanız evrenin sırları bitmek tükenmek bilmez. Bu nedenle akademisyenlerin çalışma hırslarınında bir sonucu olamaz. Ülkemiz bu bağlamda sürekli olarak daha yüksek hedeflere ulaşmaya çalışıyor. Şu an ülkemiz temel bilim çalışmalarından ziyade teknoloji üretme çalışmalarına odaklanmış durumda. Bu durum özünde anlaşılabilir çünkü ithalat kalemi olarak biyomühendislik ve biyomedikal mühendisliği ürünleri ülkemiz üzerinde çok ciddi bir borç yükü oluşturuyor. Devletimizde öncelikli olarak bundan kurtulmak istiyor. Bunu yaparken temel bilim çalışmalarını hepten gözden çıkarmıyor ancak bütçe içerisindeki payının sürekli azaldığı da bir gerçek. Yine de ülkemizin bu konudaki mücadelesini uğraşını beğeniyorum.

GEN İZİ

Ülkemizin şuan sizin çalıştığınız alanda ki bilimsel faaliyetlerini nasıl değerlendiriyorsunuz ? Benim çalıştığım alanlar biyoyazıcılar, yapay doku ve organlar ile organ çipleri dediğimiz son derece yeni alanlar. Bu alanlar doku mühendisliği adı verilen bir alanın da alt alanları durumunda. Sadece Türkiye’de değil dünya da da yeni yeni ortaya çıkmış olan disiplinler bunlar. Ülkemizdeki araştırmacıların da oldukça dikkatini çeken konular bunlar. Sürekli olarak bu alana yeni araştırmacılar katılıyor ve çarpıcı yeniliklerde bulunuyor. Dünya’da da süreç benzer şekilde ilerliyor. Bu alanlarda güncel bilimi yakaladığımızı düşünüyorum. Ancak benim çalıştığım bir diğer alan ise biyomedikal mühendisliği. Bu alan temelinde hemen hemen her türden tıbbi cihazı üretmeye çalışıyoruz. Bu konuda fonlamalar yetersiz ve ülke olarak son ürüne dönüşmüş tıbbi araç gereç geliştirilmesi konusunda dünyanın biraz gerisinde kaldığımız bir gerçek. Buna yönelik yetişmiş elemanlarımız ise akademide sanayiye dönük tıbbi cihaz geliştirmektense sadece yayın yapmaya yönelik temel araştırma çalışmalarında bulunmayı tercih ediyorlar. Bu alanlarda üniversite sanayi işbirliklerinin geliştirilmesine ihtiyacımız mevcut. Benzer şekilde de akademisyenlerin kendi markalarını oluşturmalarında ve hatta satış ve pazarlamalarını gerçekleştirmelerine yönelik sermaye ve eğitim desteklerinin mutlaka hayata geçirilmesi lazım. Akademisyenlerimiz laboratuvarların aslında bacasız birer fabrika olduklarını maalesef fazla idrak edemiyorlar...

Gelecekle ilgili hedefleriniz ve planlarınızdan kısaca bahseder misiniz? Benim doğduğumdan ve kendimi bildiğimden beri yegane hedefim Türk milletine hizmet etmek olmuştur. Elimden geldiğince bu uğurda mücadele etmeye çalıştım. Bundan sonra kendime koyduğum üç adet hedefim var. Birisi akademik, birisi ticari, birisi de insani… Akademik hedef olarak doku mühendisliği alanında fark yaratacak ve fayda sağlayacak çalışmalarda bulunmak bu alanda ülkemizi hakkıyla temsil edebilecek bir bilim insanı olmak istiyorum. Ticari hedefim de ise ülkemizde laboratuvarlarımızda ve küçük hatta büyük ölçekli şirketlerimizde üretilen her türlü biyoteknolojik ürün ve ekipman bir teknoloji markamız olmadığı için laboratuvarlarda kalıyor. Bir türlü dünyaya büyük hacimli teknoloji ihracatı gerçekleştiremiyoruz. Ticari amacım ülkemizden dünya markası olabilecek bir teknoloji markası yaratabilmek ve akademisyenler ile mucitlerimizin ürünlerini dünyaya ulaştırmaları konusunda onlara öncü olabilmek. İnsani hedefim ise ülkemizde kaliteli ve güvenilir yardım oluşumlarına dair bir sıkıntı var. Gayem Türkiye’nin en güvenilir yardım oluşumlarından bir tanesini kurabilmek ve hem ülkemizde hem de dünyada on binlerce insanın hayatına dokunabilmek…

Geleceği şekillendirmek kolay bir iş değil, bilim alanında kariyer yapmak isteyen gençlere tavsiyeleriniz nelerdir? Hangi konularda kendilerini geliştirmelerini önerirsiniz, nasıl bir alt yapı oluşturmalılar? Cahit Arf Türk bilim insanlarını eleştirirken şöyle demiş “Bizim bilim insanlarımız iyidir, hoştur ama bilime merakları yoktur. Profesör olmak için, başkan, dekan rektör olmak için okurlar. Amaçları bilim değil ünvandır” Buna katılmamak ne yazık ki mümkün değil. Ülkemizde pek çok kişi basit ünvanlar alıp toplum içinde kendince saygınlık kazanmak, günün birinde bir makama mevkiye ulaşmak ya da en basitinden rahat bir mesleğim olsun düşüncesi ile bilim insanı olmaya çalışıyorlar. Neticede ortaya çıkana bilim demek mümkün değil. Bu bilim insanları daha ziyade kendilerince evcilik oynar gibi bilimcilik oynuyorlar. Nasıl küçük bir kız çocuğu evcilik oynarken aslında gerçekten anne olmaz, bunlarda özünde gerçekten bilim insanı değiller. Tek fark küçük kız çocuğu gerçekten anne olmadığının bilincindeyken, bunlar ise kendilerini bilim insanı zannediyorlar. Herkesin ayrı ayrı hayat hikayeleri var. Ben gençlere ne yapmaları gerektiğini söyleme cürretini kendimde görmüyorum. Ama kesinlikle yukarıdaki gayelerle bilimsel kariyerlerine başlamasınlar. Her zaman bilimsel aşklarını şevklerini ateşli tutsunlar ve her zaman kendi bilimsel aşklarını söndürecek insanlar ve ortamlardan uzak dursunlar. Son olarak bilim insanı olmanın temelinde olağanüstü bir zekadan ziyade olağanüstü sabır ve mücadele yatar. Bu sebeple kapasitesi ne olursa olsun bunu gönülden arzu eden herkes bir bilim adamı olabilir. Azminiz ölçüsünde kapasitenizde zaten zaman içerisinde artacaktır. Asla kendi kapasitenizden şüphe etmeyin…

Eklemek istediğiniz son bir mesajınız var mı? Gen Aktüel kulübü olağanüstü işler başarıyor. Beni daha önce zaten Nobelyum Kongresinde son derece seçkin akademisyenlerle birlikte davet etmiş ve onurlandırmıştınız. Bana ve fikirlerimi kıymet verip bir röportaj gerçekleştirdiğiniz için çok teşekkür ederim. Sizin gibi gençler geleceğe dair umutlarımızı canlı tutuyor.

GEN İZİ

Doç. Dr. Ali AKPEK

YAPAY ORGAN BİYOFABRİKASYONU’NUN BUGÜNÜ VE GELECEĞİ

Organ bağışı günümüzde organ yetmezliği yaşayan hastalara karşı elimizde olan en etkin çözümdür. Ancak özellikle ülkemizde organ bağışı konusundaki eksiklikler yüzünden her yıl bekleme listesinde bulunan binlerce hasta hayatını kaybetmektedir. Bekleme listesindeki hastaları daha uzun yıllar hayatta tutabilmek için çoğunlukla elektromekanik yapay organlar üretilmeye çalışılmaktadır. Ancak bu çalışmalar sonucu elde edilen teknolojiler, ne yazık ki uzun ömürlü olmaktan uzaktır. Burada asıl gaye hastaları olabildiğince uzun süre hayatta tutabilmek ve uygun olan organ bağışının yapılmasını beklemektir. Asla bir kesin çözüm olarak görülmemektedir. Gelişen teknolojiye rağmen hala kesin çözüm olmaktan uzaktır.

GEN İZİ

Bütün bu nedenlerden ötürü, her yıl binlerce insan sadece ülkemizde organ bağışı beklerken hayatını kaybetmektedir. Bu sebeple bu soruna kesin çözüm oluşturabilmesi açısından laboratuvar ortamında hastanın kendi hücreleri kullanılarak elde edilmiş olan yapay organlar geliştirilmeye çalışılmaktadır. Bilim insanlarına göre organ yetmezliğinden kaynaklanan hastalıkların kesin tedavisinin yolu, ancak laboratuvar ortamında kişinin kendi hücrelerinden alınan yapay dokuların tekrar üretilebilmesinin başarılmasıyla ortadan kaldırılabilecektir. Hücresizleştirme gibi yeni nesil doku mühendisliği metotlarıyla, mesane ve trake gibi organlar ihtiyacı olan hastalara nakledilmiştir.

Ancak bu organlar göreceli olarak basit organlardır. Karmaşık organların laboratuvar ortamında üretilmesinin ve hastalara nakledilebilmesi için uzun yıllar beklenilmesi gerekmektedir En güncel doku mühendisliği metotlarının başında biyoyazıcı çalışmaları gelmektedir. Kabaca biyoyazıcı aracılığı ile doku biyofabrikasyonu teknolojileri altı basamaktan oluşmaktadır. Bu adımlar yukarıdaki şekilde gösterilmiştir. İlk aşamada hastalıklı dokunun MR ya da BT gibi teknikler aracılığı ile görüntüsü alınmaktadır. Sonrasında bu görüntü bilgisayar ortamına aktarılmakta ve bilgisayar ortamında hastalıklı organ 3B olarak incelenmektedir. Bu aşamada hastalıklı organda, eğer eksik kalmış olan bölümler varsa, bunlarda tasarıma eklenmektedir.

120,000

105,557

100,000 Transplantasyon 80,000

Bekleme Listesi

60,000

40,000

28,463 14,630

20,000

1985

Yapay Organ Biyofabrikasyonu Üçüncü aşamada organın biyomekanik özelliklerine en uygun olan biyomalzemeler seçilmektedir. Deri dokusu için yumuşak, kemik dokusu için sert dayanım özelliklerine sahip biyomalzemeler gibi. Dördüncü aşamada ise bu biyomalzemelerde kullanılmak üzere hücre seçimi gerçekleştirilmektedir. Bu aşamada kişinin kendisinden alınan hücreleri, ya da vücudun kabul edeceği kök hücreler kullanılabilmektedir. Sonrasında ise yine organa göre en uygun biyoyazıcı tekniklerinden bir tanesi kullanılmaktadır. Her doku için ayrı stratejiler mevcuttur. Burada hücreler, biyomalzemeler ile karıştırılarak daha önce bilgisayar ortamında tasarlandığı biçimde 3B biyofabrikasyonu şeklinde oluşturulmaya çalışılmaktadır. Son aşamada ise laboratuvar ortamında üretilmiş olan bu dokular,

1990

1995

2000

2005

2010

Yıllara göre organ bağışı grafiği biyoreaktörler ile miktar olarak daha da çoğaltılabilir, hastaya nakledilebilir ya da in vitro olarak testleri gerçekleştirilebilmektedir. Doku mühendisliğinin amacı hastalıklı organ ve dokuların yerlerine yenilerini üretmektir. Geçtiğimiz yirmi yıl içerisinde bu hedefe ulaşmak için çok ciddi adımlar atılmış ancak yine de bu alan henüz tazeliğini korumaktadır ve bu alana Türk bilim insanlarının ilgi göstermesi gelişimi açısından son derece önem arz etmektedir.

Referanslar: • Akpek, A. (2017, November). Three Dimensional (3D) Fabrication of Multilayered Heart Valve Tissues by Stereolithography technique. In 2017 21st National Biomedical Engineering Meeting (BIYOMUT) (pp. i-v). IEEE.

19 Yapay Organ Biyofabrikasyonu Süreçlerinin Özetlenmesi GEN İZİ

Dünyada bir ilk niteliği taşıyan “Çevre dostu laboratuvar ürünleri “geliştirdiniz. Öncelikle bu alan hakkında çalışmaya nasıl karar verdiniz?

Ömer Faruk KARATAŞ: Şirketimizin kurucusu olan üç hocanın da laboratuvar çalışmalarında 10 yıllık bir geçmişi var. Bu projeye başlamamız daha önce kullanmış olduğumuz bir protokole dayanmaktadır. Bu protokolden bir kit yapabilir miyiz düşüncesinden yola çıktık. Elanur hocanın bu çalışmalar sırasındaki sitotoksik hücreler üzerindeki toksik etkiye neden olan maddeler nelerdir sorusunu göz önüne alarak çalışması ve Serkan hocanın bu soruna karşılık olarak kitlerde kullanılan bazı kimyasalların yerine biyosürfektan maddesini kullanabileceğimiz düşüncesi ile bu projeyi hazırladık. Hazırladığımız bu projeyi TÜBİTAK’a sunduk ve sonucunda projemiz kabul edildi. Aldığımız bu onay üzerine şirketimizi kurduk. Ürettiğimiz bu ürün normalde piyasada bulunan bir ürün, biz bir bakıma bu ürünün muadilini yapmış olduk. Projemizin ürününü piyasadaki diğer ürünlerden ayıran özelliği çevre dostu ve ekonomik bir ürün olmasıdır. Şirketimiz sadece bir tane ürünle sınırlı kalmayıp, şu an halihazırda laboratuvarlarda kullanılan yirminin üzerinde ürünün üretimini yapmaktadır.

Şu an için temel zorluk yaşadığımız nokta budur, çünkü rakiplerimiz yıllardır faaliyet gösteren firmalardır ve de bu sayede ürünlerine kesinlikle güven söz konusudur. Temel olarak en büyük sorunumuz yerli olarak üretilen ürüne güven sağlanmakta zorluk çekilmesi diyebiliriz. Bizim temel olarak yapmak istediğimiz şey laboratuvarda ürünleri kullanan bilim insanlarının güvenini kazanmaya çalışmaktır. Örnekler göndererek kullandıkları ürünlerle karşılaştırmalarını istiyoruz ki benzer sonuçlar elde edilebildiğini görsünler. Bu güven problemini aşmamız halinde önemli bir zorluğu aşmış olacağız.

Laboratuvar malzemeleri içerisinde bulunan toksik etkili sodyum dodesil sülfat yerine doğal ve toksik etkisi bulunmayan biyosürfektan kullandınız. Yararlı olan bu girişiminiz maliyet bakımından nasıl bir etkiye sebep oldu?

S.Ö.: Aslına bakılırsa ilk aşamada maliyet açısından çok avantajlı değildi. Çünkü dodesil sülfat petrol kaynaklı bir ürün olması dolayısıyla üretimi de çok ucuz, bu yüzden bu durum maliyetleri çok aşağı çekebiliyor. Bizim şansımız onun muadili olarak kullandığımız Ürün geliştirme madde olan biyosürfektanın, sodyum aşamasında en çok dodesil sülfattan on bin kat daha etkili bir nerelerde zorluk madde olmasıdır. Projenin çıkış noktası da yaşadınız? biyosürfektanın bu özelliği sayesindedir. ECOTECH şirketinin temel amacından kısaca Ö.F.K.: Uzun süredir kullandığımız bir yöntem Sodyum dodesil sülfat birim bazında bizim kullandığımız organik sürfektana göre çok bahsedebilir misin? olmasından dolayı ürün geliştirme aşamasında ucuz olsa da sürfektanın etkinliğinin çok fazla çok fazla zorluk yaşamadık, sadece bunu raf olmasından dolayı avantajlıdır. Biz buna ömrü uzun olan aynı zamanda verimi yüksek rağmen maliyeti azaltabildik. Aynı zamanda Serkan ÖRTÜCÜ: ECOTECH şirketinin olan bir kit haline dönüştürmemiz gerekiyordu. şirketimizi geliştirme açısından baktığımızda birden fazla amacı var. İsminde bulunan ekolojiyi vurgulamanın yanı sıra hem kendimiz Belirli bir plan çerçevesinde deneyler yaparak politikalarımızdan bir tanesi de ileride sonuca ulaştık. Bizim asıl zorluk çektiğimiz hem ülkemiz hem de sizler için bir şeyler kullandığımız bu biyosürfektanı da kendi nokta tamamen yerli olan bu ürünün yapmak istedik.Kurucu üyeler olan bizler bünyemizde üretmektir. Böylece maliyetleri pazarlanması ile alakalı oldu. aynı zamanda birer öğretim üyesiyiz ve siz daha da aşağı çekebileceğimizi düşünüyoruz. öğrencilerimize

verdiğimiz derslerde sizi bu konularda cesaretlendirmeye çalışıyor ve sizlerin bu ülkeye nasıl katkı sağlayabileceğinizi öğretmeye çalışıyoruz. Ama öncelikle bunu kendimizin yapması gerekiyordu. Bu açıdan değerlendirecek olursak amaçlarımızdan bir tanesi bilim insanı olma yolunda ilerleyen insanlara öncülük etmek iken diğer bir önemli amacımız ülkemize hizmet etmektir. Ülkemizde genel bir soru olan ‘neden bunu biz üretemiyoruz/üretmiyoruz’ sorununun önüne geçmek istedik. Kurulan bu cümleye karşılık olarak bunun için neler yapabiliriz kısmına geçerek projemizi hayata geçirdik. Diğer bir amacımız ise bu sektörde var olabileceğimizi hem sektördeki diğer insanlara hem de kendimize bunu kanıtlamaktı. Aynı zamanda ekoloji temelli olmasının bir amacı daha var ve Ömer hocamız birinci soruda bunu açıklamıştır. Trend artık hep ekolojiye kayıyor daha etkili daha avantajlı aynı zamanda çevreye ve insanlara zarar vermeyen ürünler günümüzün trend ürünleri. Biz bu projeyi yaparken hem istenenleri gerçekleştirdik hem de bu işlemleri gerçekleştirirken biyoteknolojiden yararlandık. Şirketimizin amaçları ve hedefleri bu şekildedir ve bu hedefler doğrultusunda ilerlemeyi düşünüyoruz.

GEN İZİ

Ülkemizde laboratuvar malzemeleri için hep dışa bağımlı durumdayız bu alanda ülkemizde yeterli üretim olmamasını nasıl yorumluyorsunuz? Sizce dışa bağımlı durumdan kurtulmak için neler yapmalıyız?

Gelecek zaman içinde şirketinizin üretim temeli olarak hep doğa dostu ürün önceliği üzerinden mi devam edeceksiniz?

Ö.F.K.: Doğa dostu ürün kavramını başlangıçtaki projemizde özgünlük sağlaması açısından tercih ettik. Sadece doğa dostu S.Ö.: Burada işin içine ekonomik ürünlerle sınırlı kalmayacağız ki şuan parametrelerde giriyor aslında bu tip bir ürünlerimizden birkaç tanesi bu şekilde doğa girişim yapan ilk firma biz değiliz. Şirketimize dostu olarak tabir ettiğimiz biyosürfektan benzer firmalar daha önce Türkiye’de kuruldu kullanarak ürettiğimiz ürünler. Bizim temel ve ekonomik bazı durum ve politikalardan amacımız laboratuvarda kullanılan bütün dolayı başaramadılar. Dediğim gibi bu bir malzemeleri yurt içinde yerli olarak üretimini süreç biz şuan tutunamamış firmalarla aynı gerçekleştirebilmektir. Bunun içinde kaderi yaşamamak için uğraşıyoruz. Çünkü başlangıçta bir tane olan ürün sayımız şuan bizim rakip olarak gördüğümüz ve savaşmaya 27’ye ulaşmıştır ve her geçen gün de bu çalıştığımız firmalar dünya firmalarıdır. Her ne sayıyı arttırmayı düşünüyoruz. kadar fiyat olarak biz onlardan ekonomik olsak bile bizim şirket hayatımızı sürdüremememiz adına fiyatta çok değişik politikalar izleyip bizleri yıldırmaya çalışabiliyorlar, biz şuan bu durum ile savaşmaktayız. Eğer bu durumu atlatabilirsek geleceğimizi daha açık ve daha parlak görüyoruz.

Geleceğe dair şirketiniz ile ilgili planlarınız nelerdir? Yurtdışı pazarına açılmayı düşünüyor musunuz?

S.Ö.: Yurtdışı pazarına açılmayı istemek ya da istememek bizim elimizde değil, bu işin doğasında olan bir şey. Dolayısıyla yurtdışına açılma işinde mecburuz çünkü bizim ilk amacımız ülkemize hizmet etmektir ama aynı zamanda ülkemizin de kazancını arttırmak adına yurtdışındaki pazar payından da beklediğimiz bazı şeyler var. Bununla ilgili girişimlerimizde bulunmaktadır. Yurtdışındaki firmalarla distribütörlük anlaşmaları vs. gibi ikili kontaklar kurulmuş durumdadır ama sizin de tahmin edeceğiniz üzere bu bir süreçtir. Şirketimizin kurulmasının üzerinden çok zaman geçmedi ve bu durum şuan için çok büyük bir başarı. İlerleyen yıllarda yurtdışındaki distribütörlük kesinleştiği zaman yurtdışı pazarına da girmeyi düşünüyoruz.

Ülkede diğer laboratuvar ürünleri ile karşılaştırıldığında ECOTECH ürünleri çok daha ucuz olduğunu görüyoruz. Aradaki bu maliyet farkı neyden kaynaklanıyor?

Ö.F.K.: Biz en başta yola çıktığımızda problem olarak gördüğümüz birkaç şey vardı. Bunlardan bir tanesi yüksek fiyatlardır, bir diğer problem ise ürünler yurtdışından geldiği için bekleme sürelerinin en az bir Ö.F.K.: Şuan piyasada var olan ürünlerin buçuk iki ay olmasıdır. Biz bu durumu nasıl biz daha uygun fiyatlı, daha verimli ve aşabiliriz hedefiyle yola çıktık. Maliyet farkının aynı zamanda daha kaliteli alternatiflerini olmasının nedeni üreticiden bize ulaşıncaya yapıyoruz. Fakat üzerinde çalıştığımız, kadar çok el değiştirmesi ve bu yüzden hiçbir laboratuvarda henüz kullanılmayan herkesin üzerine katkı payı koyarak elimize veya hiçbir yerde hiçbir şirket tarafından ulaşmasıdır. Bu şekilde ürün bizlere daha üretilmemiş olan inovatif özgün ürünler de pahalıya mal oluyor. Biz kendi ürünlerimizi üretmeye çalışıyoruz. Üzerinde çalıştığımız direk son kullanıcıya ulaştıracağımız için iki tane ürünümüz var, bu ürünler benzerlerine karları biraz daha makul seviyeye düşürünce göre hem çok daha yüksek performansı olan doğal olarak ürünlerin fiyatları da direk hem de kat kat daha üstün özelliklere sahip düşmüş oluyor. Bu şekilde hem ülkemizin olacaklardır. Biz daha çok inovatif ürünler en önemli kamu kaynağı olan TÜBİTAK’ın aracılığı ile hem yurtiçinde hem de yurt bilimsel projelere verdiği desteğin yurt dışına dışındaki pazarda yavaş yavaş yer edinmeye gitmesinin önüne geçmiş oluyoruz. Son çalışıyoruz. Şirketimizin gelecekle ilgili en kullanıcılar olan bilim insanlarının daha kısa önemli planı varlığını devam ettirerek global sürede temin etmek istedikleri ürünleri temin bir şirket haline dönüşmesidir. etmelerini sağlıyoruz.

Bu çalışmalar sonrasında büyük bir girişim yaparak devlet desteği ile şirket kurdunuz. Gençlere girişimcilik alanında vermek istediğiniz tavsiyeleri bizimle paylaşır mısınız?

S.Ö.: Öncelikle şunu belirtmek istiyorum. Biyoteknoloji sektöründe olan bir firmadan bahsediyoruz. Biyoteknoloji şirketleri biraz bu tip destekleri alması gereken gruba giriyor. Risk çok büyük olduğundan dolayı devlet desteği almamız gerekiyordu. Ancak sizin gibi gençlerin özellikle maddi bir gelir kaynağı olmayan arkadaşların bu tip işlere girmesi için bazı önerilerimiz olabilir. Bunlardan bir tanesi aldığınız desteklerin hibe oranlarına dikkat etmenizdir. Biz bu proje kapsamında iki tip destek aldık. Bunlardan bir tanesi KOSGEB’den bir tanesi de TÜBİTAK’tan. TÜBİTAK’tan aldığımız hibe oranımız %100’dür, bu durum bizi çok rahatlatan bir orandı ancak yine de ödememiz gereken KDV tutarları buna rağmen bizi zorladı. İkinci aldığımız destek ise %75 hibe idi. Bunda da hem kalan %25’in ödenmesi hem de %18’lik KDV tutarının ödenmesi vardı. Sizin gibi arkadaşlara ilk tavsiyemiz maliyet analizini çok iyi çıkarmanızdır. Sadece bir yıllık değil en azından üç yıllık bir plan yapıp alımları, ödemeleri, şirketin giderlerini nasıl karşılayabileceğinizi, özellikle hesaplamanız ve planlamanız gerekiyor. Bu planı yaparken çok esnek olmanız gereklidir. Hibe oranlarına dikkat edin ve tüm hibeleri istisnasız değerlendirmek için çaba harcayın. Bunun için de proje yazımı konusunda kendinizi çok iyi bir şekilde geliştirin çünkü kimden ne isterseniz isteyin önemli olan karşı tarafı ikna etmenizdir. Bunu da bu tip projelerde iki şekilde yapıyorsunuz birincisi yazılı olarak ikincisi ise sözlü olarak ikna etmeniz gerekmektedir. Bu iki aşamayı da geçebilmeniz için hem yazım yeteneğinizin hem de sosyal yönünüzün çok güçlü olması gerekiyor. Bu ikisi olduğu zaman bir problem yaşayacağınızı düşünmüyorum. Ö.F.K.: Girişimci olan birinin mutlaka sabırlı olması ve sebat etmesi gerekiyor. Çünkü sizi pes ettirecek vazgeçmenize sebep olabilecek birçok faktör var. Bu faktörlerin bir şekilde üstesinden gelebileceğinizi, muhakkak hedefinize ulaşabileceğinizi, bu engellerin, sorunların sizi yıldırmayacağına kendinizi ikna etmeniz ve de sürekli her gün daha güçlü bir motivasyonla işinize sarılmanız gerekiyor. S.Ö.: Bu tip girişimleri yakından izlemenizi öneririm. Eminim ilginizi çeken bazı kişileri takip ediyorsunuzdur. Teknokentlerdeki firmalara gidin, sitelerine bakın, ne gibi girişimler var nelerle sonuçlanmış kimler ne yapıyor haberdar olun. Dünyadan haberiniz olsun ve bir girişim yapacağınız zaman da onun daha önceden yapılıp yapılmadığını çok iyi sorgulayın. Bu yönde çok büyük problemler yaşanabiliyor. Siz bir fikir üzerine aylarca uğraşıyorsunuz ve bir bakıyorsunuz ki o fikir zaten varmış. Bu durum biraz da araştırma yeteneğinizle ilgilidir. İyi bir şekilde araştırın ve kararınızı ona göre verin. GEN İZİ

Bilimin Teknolojiye Kavuşması; BİYOİNFORMATİK Sümeyye TAT

“Biyoinformatik” terimi ilk olarak Paulien Hogewen ve Ben Hesper tarafından ortaya atılmış olup 1960 yılarında başlayan bilgisayar uygulamalarının biyolojide kullanılması girişimi, her iki çalışma alandaki teknolojik gelişime ile birlikte hızla ilerlemiştir ve böylelikle ortaya çıkan “Biyoinformatik” alanı bugün en popüler bilim dallarından biri haline gelmiştir. Biyoinformatik bilimsel araştırmaları desteklemek için çok sayıda biyolojik verileri araştırmak, karmaşık veri hacimlerini saklamak, biyolojik verileri analiz etmek ve yorumlamak için bilgisayar mühendisliği ,istatistik ve matematiği birleştiren interdisipliner bir bilim dalıdır.

GEN İZİ

Biyoinformatiği tanımlamanın bir diğer yolu da geçmişte ve günümüzde kullanıldığı genel araştırma konularını özetlemektir. 1995-2000 yılları arasında Haemophilus influenzea, Saccharomyces cerevisiae, Escherichia coli, Drosophila melanogaster, A. thaliana ve Pseudomonas aeruginosa genomunun DNA sıra ve dizilimi analizi yapıldı. Günümüzde ise birçok alanda kullanılmakta olup bunlardan kısaca bahsedicek olursak, kimyasal reaksiyonlardan hücreler arası iletişime kadar pek çok biyolojik faaliyet sürecinin simülasyonu, protein yapı ve fonksiyonun belirlenmesi, herhangi bir biyolojik fonksiyonu arttıran ya da engelleyen küçük moleküllerin tasarlanması, karmaşık genetik fonksiyon ya da regülasyon faaliyetlerinin tanımlanması ve genetik faktörlerin hastalık yatkınlığına etkilerini ortaya çıkarmak için kullanılır. Biyoinformatik alanındaki en önemli ve çarpıcı projelerden biri de “İnsan Genom Projesidir” Biyoinformatiğe olan büyük gereksinim, bu projede ortaya çıkan devasa genetik bilginin işlenme sorunuyla artmıştır. Ben de biyoinformatik alanının ihtiyacını ortaya çıkaran ve gelişmesine katkıda bulunan bu projeden bahsetmek isterim.

İNSAN GENOM PROJESİ (HGP) 1990 yılında, Genom dizisini tamamlamak için Ulusal Sağlık Enstitüleri ve Amerikan Enerji Ajansı (DOE) başkanlığında ABD’de İnsan Genom Projesi (HGP) başlatıldı. HGP Amerika’da bir grup bilim adamının insan genomunda yer alan proteini kodlayan (ekzon) ve kodlanmayan (intron) bölgelerin baz dizilerinin bulunmasını amaçlayan bir projedir. Haziran 2000 itibariyle oluşturulan insan genom dizisi taslağı, Şubat 2001 yılında kamuoyuna duyuruldu ve Nisan 2003’te tamamlandı 2003 yılında sonuçlanan İnsan Genom Projesi, tüm insanların ne kadar benzer olduklarını (DNA %99.9) kamuoyu ile paylaşılmasını sağladı. Bu projede ki amaç, günümüzde tedavisi olmayan 3.000 den fazla genetik hastalık

yatkınlığını belirlemek, ilgili genlerin yerlerini, yapılarını aydınlatarak tanı ve tedaviyi olanaklı kılmak, gereken genetik düzeltmeleri yapmaktı. Proje ile birlikte bazı kanser türleri, hemofili, multiple skleroz, Huntington hastalığı, Crohn hastalığı, kistik fibrozis , tip I diabet, , pernisiyöz anemi, skleroderma,tiroidit, Graves, hastalığı gibi birçok hastalığın tanı ve tedavisi ve ilaçların geliştirilmesi mümkün olacaktır. İnsan sağlığı dışında, elde edilecek bilgiler, antropoloji ve evrim süreci ile ilgili verilere ulaşmayı ve bunları değerlendirmede kullanılacaktır. Ayrıca hayvancılıkta ve tarım ürünlerinin veriminin arttırılmasıyla çeşitli hastalıklara ve olumsuz çevre koşullarına dirençli türlerin geliştirilmesi mümkün olacaktır.

HGP ile mikroorganizmaları daha iyi tanıyacağımız için insanda hastalığa neden olan semptomların saptanması kolaylaşacak ayrıca bu veriler endüstride enerji üretiminde, zehirli atıkların azaltılmasında ve yenilenebilir enerji kaynaklarının geliştirilmesinde kullanılacaktır. Son yirmi yılda ki genetik araştırmalarının, klinik tıp uygulamaları ve klinik tıp bilgi sistemleri üzerindeki etkisi daha da belirleyici olmuştur ve günümüzde yeni kuşak epidemiyolojik, tanı, teşhis ve tedavi amaçlı modüllerin ortaya çıkmasına yol açmıştır. Biyoinformatik önümüzdeki yıllar içinde klinik bilişim için vazgeçilmez olacaktır… •Venter, J. C., Adams, M. D., Myers, E. W., Li, P. W., Mural, R. J., Sutton, G. G., ... & Gocayne, J. D. (2001). The sequence of the human genome. science, 291(5507), 1304-1351. •Chicurel, M. (2002). Bioinformatics: Bringing it all together technology feature. Nature, 419(6908), 751. •Tuğ, A., Hancı, H., & Balseven, A. (2002). İnsan genom projesi: Umut mu, Kabus mu. Sürekli Tıp Eğitimi Dergisi, 11(2), 56-57. •Collins, F. S., & Mansoura, M. K. (2001). The human genome project: revealing the shared inheritance of all humankind. Cancer: Interdisciplinary International Journal of the American Cancer Society, 91(S1), 221-225. •Polat, M., & Karahan, A. (2009). Multidisipliner yeni bir bilim dalı: biyoinformatik ve tıpta uygulamaları. SDÜ Tıp Fakültesi Dergisi, 16(3), 41-50.

GEN İZİ

Dr. Cihan Taştan Acıbadem Üniversitesi Lab-cell/ Ar-Ge

GEN İZİ

ile Soru Cevap

Türkiye’de bilim insanı olmak hakkında ne düşünüyorsunuz? Ülkemizdeki bilim, temel bilimler alanında yapılan çalışmaları yeterli buluyor musunuz? Türkiye’de bilim insanlarının bir arayış içerisinde olduğunu düşünüyorum. Bir hedef ve amaç yoksunluğunun var olduğuna inanıyorum. Akademisyen veya ilim insanı olmak sadece bir bilimsel soruya cevap bulmak değildir. Problemleri görmek, sorulara çevirmek ve bilim metotlarıyla bunlara bir cevap ve çözüm bulmak da bilim insanlarının görevleri arasındadır. Yani yüzlerce üniversitemizin olması bizim yüzlerce problemimize çözüm bulabilen, ürünler icat edip sıkıntılarımızı gideren binlerce bilim insanı olduğunu bize göstermelidir. Bu sebepten ötürü bilim insanlarımızın belirli sorun, hedef ve amaçlara yönelmesi gerektiğine inanıyorum. Akademiye ayrılan ödeneklerin sınırlı olmasına rağmen birçok sorunumuzun çözülmesi için yeterli bir araştırma ödeneği sağlandığına inanıyorum.

Gelecekle ilgili hedefleriniz ve planlarınızdan kısaca bahseder misiniz? Öncelikle yeterli bir maddi destek sağlamak üzere gerçekçi ürünler üretmeyi hedeflemekteyim. Keza ülkemize döndüğümde Türkiye’nin tıp tarihine geçecek genetiği değiştirilmiş hastanın hücreleriyle kanser tedavisini gerçekleştiren ekipte bu hücreleri oluşturan bir ekip üyesi olarak gelecekte buradan edindiğimiz tecrübeyle birçok hastalık için tedavi gerçekleştireceğimize inanıyorum. Diğer yandan, DNA’da bilgi depolama şuan uzak görünse de hazırlamakta olduğumuz algoritma ve yöntemlerle etkin ve yerli DNA’da bilgi depolama teknolojileri geliştirerek bu teknolojik yarışta bir pasta dilimi kapmayı planlamaktayız.

Ülkemizin şuan sizin çalıştığınız alanda ki bilimsel faaliyetlerini nasıl değerlendiriyorsunuz ? Özellikle genetik mühendisliği, gen tedavileri ve sentetik biyoloji üzerine çalışmaktayım. Biyoendüstri dediğim birçok alanda katma değerli ürünler üretilmesine olanak sağlayan çalıştığım alanların ülkemiz tarafından gün geçtikçe daha iyi anlaşıldığına inanıyorum. İlaçlarda dışa bağımlılığımızı bitirecek ve birçok hastalığın tek seferde iyileştirilmesini sağlayacak genetik tedavilerden; DNA’da istediğimiz büyüklükte bilginin depolanabileceği sentetik biyolojiye kadar geniş bir skalada DNA etrafında dönen her alanda çalışmalarımı yürütmekteyim. Yakın gelecekte ülkeler bu alanlarda milyarlarca dolarlık bir ekonomik yarışa girdiğinde ülkemizin de bu yarışta geri kalmaması için elimden geldiğince yerli ürünler üretip know-how edinmeye çalışacağım.

Geleceği yaratmak kolay bir iş değil, bilim alanında kariyer yapmak isteyen gençlere tavsiyeleriniz nelerdir? Hangi konularda kendilerini geliştirmelerini önerirsiniz, nasıl bir alt yapı oluşturmalılar? Öğrenci arkadaşlarıma tavsiyem, yıkılmak veya kaybetmek nedir bilmemeleri. Hiçbir zaman pes etmemeleri. Sürekli yeni alanlarda tecrübe edinmeleri. Bilim ve teknoloji sürekli değişmekte ve genişlemekte, bu sebeple odaklanmak yerine her alanı iyice anlamaları ve zamanının nehrinin nerelere akacağını dikkatle görmeye çalışmaları. Tecrübe ve bilgi birikimi çok önemli, her zaman hazır durup fırsat geldiğinde korkmadan ilerlemeleri en önemli isteğim.

GEN İZİ

Dr. Cihan Taştan

Modern dünya, her gün tsunami kadar veriyle karşı karşıya. 2013’te insanlar 4.4 zettabayt veri üretmişti; 2025’te ise 160 zettabayt ile bilgi patlaması olacağı hesaplanıyor. Ancak mevcut altyapı ile 2040 yılına kadar tüm dünyadaki mikroçip dereceli silikonun tükenmesi bekleniyor. Bu nedenle, mevcut teknolojik altyapının bu veri tufanının sadece bir kısmına yetebileceği öngörülüyor. DNA işte bu dünya kadar verinin hepsini depolamanın son derece kompakt bir yolu olarak ortaya çıktı. Gezegendeki her iPhone, PC ve sunucu verileri, bir şeker küpü kadar DNA dizisinin içerisine sığdırılabilir! Aynı zamanda inanılmaz derecede de dayanıklı: DNA serin ve kuru tutulduğu sürece binlerce yıl dayanabilir. Ve son birkaç yılda, araştırmacılar A, T, C ve G harflerinden oluşan dizilerden her türlü şeyi kodlamayı başardılar: Savaş ve Barış, Deep Purple’ın

“Sudaki Dumanı”, dört nala koşan bir at GIF’ i. Ancak mevcut silikon çip veya manyetik bant depolama teknolojilerinin yerine geçmek için, DNA’nın tahmin edilebilecek şekilde hızlı okunması, yazılması ve paketlenmesi her geçen yıl daha mümkün ve ucuz olacak. DNA teknolojisi hızla ilerliyor. İlk insan genomunun sekanslanması, 2000’de 2.7 milyar dolara mal oldu ve 15 yıl sürdü, ancak sadece 20 yıl sonra özel şirketler artık saatler içinde 1000 doların altında bir insan genomunu okuyabilmekte. Bu sebeple DNA’da veri depolama başarılı olursa, 21. Yüzyılın en büyük sorunu olabilecek sınırlı veri depolanması sorununa cevap olabilir. Müzikten uydu görüntülerine ve araştırma dosyalarına kadar çoğu dijital arşiv manyetik bantta saklanmaktan kurtulabilir! Bant ucuz ama yer kaplıyor. Ve her 10 yılda bir silikon yapıdaki diskler kabaca değişmelidir. Semiconductor Research Corporation’ın sorumlu bilim insanı Victor Zhirnov, “Bugünün teknolojisi zaten ölçeklendirmenin fiziksel sınırlarına yakın.” diyor. “DNA, bilinen diğer tüm depolama teknolojilerinden daha yüksek büyüklüklerde bir bilgi

depolama yoğunluğuna sahiptir.” Microsoft, DNA’da bilgi depolama alanında çalışan teknoloji şirketlerinden sadece biri. Intel ve Micron da 2018’de MIT girişimi Catalogue duyurdu. Bir günde, DNA’da terabit kadar büyüklükteki bir veriyi yazabilecek bir çift nakliye konteyneri boyutunda bir makine ürettiklerini açıkladı. Bilgisayarda veri depolama bitleri olan 1 ve 0’ları, özel olarak sentezlenmiş DNA iplikçiklerine doğrudan dönüştürmek yerine, daha ucuz önceden hazırlanmış DNA iplikçikleri, desenleri ilgili verileri kodlayan daha büyük moleküllere enzimlerle yerleştiriyorlar. DNA’da veri depolama teknolojisi bir zamanlar bir odaya sığmayacak büyüklükteki megabayt kadar bilgiyi saklayabilen koca makinelere benzese de yakın gelecekte bir USB flaş disk kadar küçülmesi hiç de uzak değil!

HiDNA’nın Doğuşu: DNA’da Veri Depolama Teknolojisi 26

GEN İZİ

Türkiye’nin Yerli İlk ve Tek DNA’da Veri İşleme Girişimi:

HiDNA.co. Veri depolama teknoloji geliştikçe ucuzlamasına karşın, büyük verilerin depolanması ve güvenirliliği büyük masraf ve sistemler gerektirmektedir. Vücudumuzun (canlıların) temel bilgi hazinesi DNA, son yıllarda bu büyük verilerin depolanması ve on yıllarca başka masraf gerektirmeden güvenle saklanması için biyoendüstriyi şekillendirmiştir. Ülkemizde bu alandaki eksiği görerek, Acıbadem Labcell Laboratuvarında ArGe sorumlusu olarak Genetik Mühendisliği ve Tedavileri üzerine çalışan Dr. Cihan Taştan, İstanbul Medeniyet Üniversitesi Tıp Fakültesinde okuyan ve bilgisayar kodlamaları ve algoritma geliştirmelerinde hayli deneyimli olan Bedirhan Keskin ve İsmail Çağılcı ile HiDNA girişimini başlattık. HiDNA ekibi olarak, uzman olduğumuz alandaki bilgilerimizi bilgisayar algoritmalarıyla bütünleştirip, uzun yıllar saklanabilecek kişiye özel DNA veri depolama yöntemleri geliştirmekteyiz. Gelecekte DNA veri depolamanın ve DNA tabanlı bilgisayarların geliştirilmesinde yerli bir girişim olarak öncü olmayı hedeflemekteyiz. DNA’da yazı, resim ve hesap bilgilerinin güvenle, büyük veriyi en küçük ortamda uzun yıllar saklamak üzere sadece kişiye özel DNA algoritması geliştirmekle kalmadık. Ürettiğimiz DNA’ları özel

ortam koşulları gerektirmeden ve oda sıcaklığında 40 yıla kadar bozulmadan saklayabilecek kimyasal formulasyonlar ile DNA’mızı korumayı başardık. Bu süreyi yüzlerce yıla çıkarmanın yanı sıra DNA’da Veri depolamada geliştirdiğimiz algoritma ve genetik üretim saklama metotlarıyla birlikte, bu alanda kazandığımız tecrübeleri uzmanlaşma alanımız olan gen terapilerinde özel genetik dizaynlar üretmek için de kullanıp ayrıca sağlık alanında da öncü olmayı amaçlamaktayız. HiDNA girişimi iki basamaktan oluşmakta, DNA’da veri (yazı veya görsel) depolamak isteyen kullanıcı kurmuş olduğumuz web sitemize kayıt olarak, kişiye özel DNA şifreleme algoritmasını ücretsiz elde edebilecektir. Devamında depolamak istediği veriyi DNA dizilimine web sitemiz üzerindeki algoritmamızdan çevirerek bu DNA şifresini belirli uzunluklara kadar üretilmesi için sipariş verebilecektir. Bize ulaştırılan DNA dizi siparişini, 3-4 haftalık süre içerisinde DNA üretimine çevireceğiz. Ve son olarak üreteceğimiz DNA şifresini özel kimyasal formülde saklayarak, UV ışın korumalı özel dizaynımız 3D kristal cam küp içerisinde müşterimize sertifikası ve DNA şifreleme algoritmasıyla sunacağız.

HiDNA girişimi, dünyada DNA veri depolamada alanında Türk markası olarak tek olacaktır. Bizi dünyadaki diğer yaklaşımlardan farklı kılan ise, Noter onaylı algoritmalarımız ile olan kişiye özel şifreleme metodumuz ile istenen verinin uzun yıllar hiçbir gereksinim (bilgisayar veri deposunda olduğu gibi elektrik gideri veya soğuk depolama alanı bulunmamakta) olmamasıdır. HiDNA girişimimiz, yakın gelecekte halka açık şekilde de satılacak olan DNA tabanlı bilgisayar sistemleri ve bankalar gibi müşteri bilgilerini uzun yıllar masrafsız saklayabilecek DNA veri depolamada alanında öncü algoritma ve DNA üretim mekanizmaları geliştiren bir kuruluş olacaktır. HiDNA.co’da yeni teknolojilere ilgi duyan ve verilerini dünyanın en küçük formuna dönüştürüp saklamak isteyen kişiler, bireysel kullanıcı hedef müşteri kitlemiz olup verilerini uzun yıllar güvenlikli ve masrafsız bir şekilde saklamak isteyen işletmeler, bankalar gibi, ise kurumsal hedef müşteri kitlemizi oluşturmaktadır. Türkiye pazarında başlayıp burada tecrübe kazandıktan sonra global olarak operasyonumuzu genişletmeyi hedeflemekteyiz.

GEN İZİ

Doç. Dr. Emel Hülya YÜKSELOĞLU İstanbul Üniversitesi Adli Tıp Enstitüsü

ile Soru Cevap Türkiye’de bilim insanı olmak hakkında ne düşünüyorsunuz? Ülkemizdeki bilim, temel bilimler alanında yapılan çalışmaları yeterli buluyor musunuz? Ülkemizde bilim insanı olmak oldukça meşakkatli bir iş hiç kolay değil. Bunun birçok nedeni bulunmakla beraber öncelik eğitim de başlamaktadır. Ne yazık ki yabancı dil eğitimi de ülkemizde yeterli boyutta değildir. Teknoloji ve literatür dilinin özellikle yabancı bir dil olması bilim insanı olmak açısından büyük bir sıkıntı doğurmaktadır. Ayrıca temel bilimler için gerekli olan maddi kaynak yetersizliği de önemli bir sorundur. Bundan dolayı ülkemizde temel bilimler alanında yapılan çalışmalar yeterli değildir.

GEN İZİ

Ülkemizin şuan sizin çalıştığınız alanda ki bilimsel faaliyetlerini nasıl değerlendiriyorsunuz ? Ülkemizde şu an Adli Bilimler ve Adli genetik alanında yapılan çalışmalar hemen hemen tüm dünya ile eş zamanlı olarak devam etmektedir. Ülkemiz Adli bilimler alanında tüm dünya ülkelerinin kullandığı bilimsel yöntem ve metodolojiyi kullanmaktadır.

Gelecekle ilgili hedefleriniz ve planlarınızdan kısaca bahseder misiniz? Adli ve idari soruşturmalarda elde edilen bulguların incelenerek değerlendirilmesi ile suç ve suçlunun saptanarak kanıtlanması sırasında yürütülen teknik hizmetler, adli bilimlerin inceleme alanına girmektedir. Adaletin tecellisi amacıyla, bir çok bilim dalının ahenk ve paylaşım içinde çalışmasından dolayı multidisipliner bir bir bilim dalı olarak tanımlanmaktadır. İşlenen her tür suçun aydınlatılması, adli bilimler alanında çalışan nitelikli insan gücüne, uluslararası standart ve kalitede yapılmış analiz ve yöntemlere dayanmaktadır. Suç soruşturmalarında elde edilen bilgiler ile suçu kanıtlayıp “gerçek” suçluya ulaşmak, uygulanacak prosedürlerin zamanında yapılarak adalete teslim etmek, hem mağdur hem de suçlu açısından insanı bir haktır. Adalet hizmetlerinde kalitenin yükseltilmesi ise verilen eğitimlerin kalitesi ile doğru orantılıdır. Gelecekte özellikle terör suçlarında ve cinsel saldırı suçlarında gerek son teknolojinin kullanılması gerekse yeni kimliklendirme yöntemlerinin geliştirilmesi ve suçluların bir an önce yakalanması için dış kaynaklı ortak projeler üretmek gelecekteki planlarım arasında yer almaktadır.

Geleceği yaratmak kolay bir iş değil, bilim alanında kariyer yapmak isteyen gençlere tavsiyeleriniz nelerdir? Hangi konularda kendilerini geliştirmelerini önerirsiniz, nasıl bir alt yapı oluşturmalılar? İstanbul Üniversitesi -Cerrahpaşa Adli Tıp Enstitüsü akademisyenleri olarak, adli bilimler alanında yetişen yeni neslin problem çözme ve analitik düşünce becerilerine farklı bakış açıları ekleyerek, var olan mesleki altyapılarını geliştirmeyi hedeflemekteyiz. Mezuniyetleri sonrası kazanacakları uzman kimliği ile mahkemelere bilirkişilik yapabilecek veya bizler gibi akademik hayata devam edecek olan öğrencilerimizin, farklı bilimleri tek bir potada eriterek multidisipliner bakış açısını kazanması, etik ve kalite güvencesi farkındalığı ile bilimsel ve mesleki çalışmalarına devam etmeleri ile hem hizmet edilen bu alanlardaki birikim ve kalite seviyesi artacak hem de toplumun adalete olan inancı yükselecektir. Uzun yıllardır eğitimdeki teorik ve ezberci eğitim sisteminin yerini, bir çok yerde uygulamaya yönelik deneysel eğitim almaya başlamıştır. Henüz istenilen seviyede olmasa da, bu sayede meraklı ve soru soran bir neslin yetişmesi toplum için bir hayli önem taşımaktadır. Günümüzde teknoloji eğlence odaklı kullanılmakta, bu da gözlem ve muhakeme yeteneğinden yoksun bir gençliğin gelişimine sebep olmaktadır. Internet üzerinden ücretsiz olarak faydalanabilecek bir çok kurs ve seminer sayesinde, her yaştan insan yeni ilgi alanlarını keşfedebilir, sevdiği konular hakkında global çaplı son bilgilere ulaşabilir. Dünya’daki gelişmeleri takip ederek öğrenme heyecanını her zaman yüksek tutabilirler. Ayrıca yabancı dil eğitimine son derece önem vermeleri gerektiğini düşünmekteyim.

Eklemek istediğiniz son bir mesajınız var mı? Ne yazık ki ülkemizde temel bilimlere verilen ilgi ve alakanın düşük seviyede olması hem öğrencilerin hem de bazı zamanlar bizlerin hevesini törpülemekte. Yavaş işleyen bürokrasi ve dökümantasyon işleri ile yapılan çalışmalar yavaşlamakta, bilime yeterli kaynak ayrılmaması sebebiyle bir çok proje ve çalışma desteklenememektedir. Tüm bu olumsuzluklara karşın tüm gücümüzle inanarak çalışmaya devam etmek ve sonucunda başarılı olduğumuzu görmek, doğru yolda olduğumuzun göstergesi ve en büyük motivasyonumuzdur. Tüm gençlere dünya literatürünü ve son teknolojiyi yakından izlemelerini ve kendilerini bir çok yönden geliştirerek kendilerine yatırım yapmalarını tavsiye ederim GEN İZİ

Adli Bilimler ve DNA

Doç. Dr. E. Hülya Yükseloğlu, Öğretim Görevlisi Ömer Karataş

GEN İZİ

Adli bilimler; hukuk kuralları ve bilimin son gelişmelerinden yararlanarak adaletin sağlanmasına katkıda bulunan birçok farklı bilim dalını içinde barındıran bir bilim dalıdır. Günümüzde teknoloji kadar suçlular ve suç tipleri de gelişmekte ve adalet sistemine engel olmaya çalışmaktadır. Adli bilimler alanı, bu suç ve suçluların tespitinde gelişen bilgi ve teknolojiyi çalışma alanlarına yayarak adalet sistemine bu katkıyı sağlamaktadır. Doğada bulunan canlıların tamamına yakınında, çekirdekli hücre içeren her biyolojik materyalde deoksiribonükleik asit (DNA) adı verilen kod bulunmaktadır. Kromozom anomalileri, tek nükleotid değişimleri gibi insan DNA’sında bulunan bu farklılıklar genetik çeşitliliğin son derece yüksek olmasını sağlamaktadır. İnsan DNA’sının araştırılmasında, hastalıklara olan yatkınlıklarımız, kullandığımız ilaçlara vücudun verdiği cevaplar ve orjinimizin tespiti için yapılan birçok çalışma

mevcuttur. Bu çalışmaların rutin analizlere, insan doğasına ve yaşamımıza katkı sağlamasının yanı sıra, adli bilimler de insanlar arasındaki genetik farklılıkların tespiti ve adaletin sağlanmasında kullanılmasına olanak sağlamıştır (1). Adli bilimlerin bir alt dalı olan adli moleküler genetik; bu gelişen teknolojiden faydalanarak delil özelliği kazanmış biyolojik örneklerle (kan, semen, saç, tırnak, diş, kemik, vücut sıvıları ve çeşitli bitki ve hayvan dokuları, mikroorganizmalar) yapılan genetik incelemeleri içerir. Bu açıdan baktığımızda adli moleküler genetiğin en önemli kaynağı DNA’dır. Çünkü temel bilimlerde ve rutin analizlerde çeşitli amaçlarla kullanılan DNA, adli bilimlerde, mahkemelerde objektif deliller sunabilmek amacıyla; babalık ve/ veya annelik tespiti davalarında, kriminal olgularda, kayıp kişilerin ve felaket kurbanlarının kimliklendirilmesinde, antropolojik çalışmalarda ve popülasyon araştırmalarında

kullanılmaktadır (2). Adli amaçlarla kullanılacak olan DNA, genellikle kodlama yapmayan bölgelerindeki tekrarlayan dizileri kullanılarak analiz edilir. Bu tekrarlayan DNA sayıları, kişiden kişiye farklılık gösterir ve bu farklılığın anlamlı hale gelmesi için istatistiksel bir hesaplama yapılmaktadır. Daha sonra kişilerin kimliklendirilmesi gerçekleştirilir. İnsan genomunun %99,9’ undan fazlasının aynı olmasına rağmen, bu değişimlerin olduğu kısımlar yani polimorfik işaretler kişilerin ilişkilendirilmesinde veya dışlanmasında kullanılabilmektedir. DNA’nın dış müdahaleler ile değiştirilememesi, nesilden nesile korunarak aktarılması, kişiden kişiye değişiklik göstermesi ve yüksek miktarda varyasyona sahip olması adli bilimler ve adli moleküler genetik alanında önemli bir yere sahip olmasını sağlamıştır (3).

Yıl

Adli Bilimlerdeki Gelişmeler

1900 1953 1953 1958 1970 1975 1980 1983 1985 1985 1986 1986 1987 1987 1988 1990 1992 1994 1995 1996 1998 2000 2001

ABO Kan Grupları DNA Molekülünün Adli Bilimlerde Kullanımı Kırmızı Hücre Enzimleri Serum Proteinleri HLA (İnsan Lökosit Antijeni) Tip II Restriksiyon Enzimleri SouthernBlotting VNTR (Değişken sayıda ardışık tekrarlar) PCR (Polimeraz Zincir Reaksiyonu) AlecJeffreys, ilk kez DNA profilini RFLP tekniği kullanarak VNTR’ları tanımladı. İngiltere’de bir cinayet olayı ilk kez DNA kullanılarak çözüldü. İlk PCR Vakası Edward Blake, PCR temelli DNA testini (HLA DQa) aynı şahsa ait farklı otopsi örneklerinde uyguladı. KaryMullis, PCR tekniği geliştirdi. Otomatik Sekanslama FBI tarafından VNTR’lar rutinde kullanıldı. K. Kasai ve arkadaşları ilk STR’ı (D1S80) geliştirdiler. KapillerElektroforez’de ilk STR’lar tanımlandı. FSS (ForensicScience Service-İngiltere)’de Quadruplex denendi. İngiltere Ulusal DNA veri bankası oluşturuldu. İlk ticari STR kitleri yapıldı. Amerika Birleşik Devletleri’nde CODİS lokusları tanımlandı. STR analizleri rutin uygulamaya girdi. On altı lokusu içeren ticari PowerPlex 16 kiti satışa sunuldu

(4) (Aşıcıoğlu, F. ve G. Koyuncu (2011) Adli Biyoloji. Adli Bilimler, Adalet Yayınevi: 289-309.) DNA’nın adli bilimlerde yerini almadan önce de, kimliklendirme çalışmaları yapılmaktaydı. 1901 yılında Karl Landsteiner yaptığı bir çalışma ile AB0 kan grubu sistemini keşfetmiş ve kandaki antijen-antikor reaksiyonları ile genetik olarak aktarımı yapılan ABH, MN, Rh ve Gm antijenlerini genetik bilimine sunmuştur. Bu çalışma ile yapılan araştırmalarda ayrım gücü %80 civarındaydı. Dausset tarafından 1958’yılında beyaz kan hücreleri üzerinde bulunan, insanda yüksek polimorfizm özelliği gösteren HLA (insan lökosit antijeni) gibi konvansiyonel analiz yöntemlerinin de eklenmesi ile ayrım gücü daha da artmıştır (5). HLA proteinlerin elektroforetik ayrımına ve antijenlerin immünolojik reaksiyonlarına dayanmakta olan ve 3200’den fazla alleli tanımlanmış polimorfik bir sistemdir. Allellerin bu

denli çok olması adli bilimler için tercih sebebi olmuştur. Bu yöntem uzun yıllar farklı populasyonlarda gerekli istatistik çalışmaları yapılarak kullanılmıştır (6).

nükleotit dizilerini tanıyarak 5 veya 6 baz çifti uzunluğunda olacak şekilde kesmesi ve agaroz jel elektroforezi ile analizinin yapılmasına dayanmaktadır(7).

Ancak bu işlemlerde örnek miktarının az olduğu durumlarda, ısı, nem ve bakteri enzimlerine maruz kalmış örneklerde istenen sonuçlar alınamamaktaydı. Adli bilimlerde kimliklendirme çalışmalarında DNA’nın kullanılması 1980 yılında Ray White’ın farklı sayılarda ardışık tekrar eden dizileri (VNTR-Variable Number of Tandem Repeats) analiz etmek için sınırlı parçacık uzunluk polirmorfizmi (RFLP-Restriction Fragment Lenght Polymorphism) ile yapılmıştır. VNTR lokusları homojen bir yapıya sahip olup, 6-100 baz çifti uzunluğunda ardışık tekrarlar ile oluşan DNA yapılarıdır. Restriksiyon endonükleazları DNA’nın bilinen

RFLP tekniğini güvenilir ve ayırt etme gücü yüksek bir yöntem olmasına rağmen rutin analizlerde fazla vakit alması, çalışan kişi sağlığını etkileyecek düzeyde radyoaktif madde ile temas gerektirmesi, bozunmamış ve kaliteli DNA ile çalışılması gibi dezavantajları yüzünden gelişen teknoloji ile kullanımı azalmıştır. Bu gibi dezavantajlarından dolayı RFLP analizinin yerini Kary Mullis tarafından 1987 yılında geliştirilen DNA’nın istenilen lokusunun çoğaltılmasını sağlayan Polimeraz Zincir Reaksiyonu (PCR) tekniği almıştır (8).

GEN İZİ

Adli Bilimler ve DNA 32

GEN İZİ

PCR tekniği sadece adli bilimler için değil DNA’nın kullanıldığı tüm alanlarda devrim yaratmıştır. Yöntem az miktarda (nanogram düzeylerinde) DNA’nın istenen bölgesinin kalıp olarak kullanılarak in vitro koşullarda, enzimatik olarak defalarca kez çoğaltılması esasına dayanır. Bu işlemin amplifikasyon adı altında temel olarak denaturasyon, bağlanma ve uzama adı verilen 3 basamaktan oluşmaktadır (9). Bu PCR işlemi ile ilk kez çoğaltılıp inceleme yapılan bölge HLA-DQA1 lokusudur. Daha sonra ise VNTR lokusları çoğaltılarak tipleme yoluna gidilmiştir. Ancak VNTR lokusları büyük olduğundan degrede örneklerde çoğaltılırken sorun çıkartması ve multiplex çalışmalara uygun olmaması sebebiyle daha sonra yerini kısa ardışık tekrar dizilerinden oluşan STR (Short Tandem Repeats)lokuslarına bırakmıştır. Teknolojinin ilerlemesi ile bu çalışmaları MiniSTR, mtDNA (mitokondriyal DNA) ve SNP (Single Nucleotide Polymorphism-Tek Nükleotid Polimorfizmi) çalışmaları takip etmiştir. Günümüzde rutin analizlerde kimliklendirme için en yaygın kullanılanı STR’lerdir. STR lokusları 2-7 bazın ardışık tekrar etmesi şeklinde oluşmaktadır. VNTR lokuslarından daha kısa olmaları degrede örneklerde çalışılmasını kolaylaştırmaktadır. Ayrıca yüksek derece polimorfizm gösterirler (10). Birçok STR lokusunun tek PCR ile

çoğaltılabilmesi multiplex çalışmaları kolaylaştırmış, düşük mutasyona sahip olması ile güvenirliliğini arttırmıştır. Bunlara ek olarak ayırt etme gücü, heterozigotluk oranı da yüksektir. Adli bilimlerde olay yerinden laboratuvara gelen örnekler genel olarak degrede olmuş, yüksek ısıya ya da bakteri enzimlerine maruz kalmıştır. Bu açıdan bakıldığında STR adli bilimler için en uygun analiz yöntemi olmuştur. Avrupa ve Amerika’da STR lokuslarının sayısını arttırmak ve ayrım gücünü yükseltmek için yapılan çalışmalar ile ilk multiplex STR sistemi 4 STR (TH01, VWA, FES/FPS ve F13A1) ile kullanılmaya başlanmıştır. Günümüzde ise bu sayı hızla artmakta ve rutin analizlerde şu an ticari kitler aracılığı ile 24 STR multiplex olarak çalışılabilmektedir (11). STR lokusları gonozomal kromozomlar üzerinde de bulunmakta ve analiz yapılabilmektedir. Adli bilimlerde sadece bozunmuş örnekler değil, birden fazla kişinin karışmış biyolojik örnekleri de kimliklendirmeyi zorlaştıran bir durumdur. Bu tarz örneklerde farklı kişilere ait biyolojik materyallerden analiz yapılması ve istatistiksel olarak değerlendirilmesi adli olaylarda büyük önem taşımaktadır. Mitokondrial DNA, otomozomal DNA ile sonuç alınabileceği gibi X ve Y kromozomu üzerinden X-STR ve Y-STR çalışmaları da yapılmaktadır. X-STR ile babanın DNA örneği olmadığı durumlarda eğer çocuk

kız ise baba adayının yakınlarından alınan örnek ile babalık testi yapılabilir. Kız çocuğunda bulunan iki X alelinden birisi babasından geleceği için biyolojik annesinde bulunmayan allellerin babasından geçmiş olduğu sayılır. Baba adayının sadece tek X kromozomu olduğundan onu da annesinden alacağından babaannesinden gelen X kromozomu üzerinden babalık testi yapmak mümkündür. Ayrıca bir ailede annelik sorgulandığında kız ve erkek çocuklardan X’e ait STR’ler kullanılarak çalışma yapılabilmektedir. Tecavüz vakalarında eğer kız çocuğu doğmuş ve bir baba ile oğlu suçlanıyorsa yine X-STR analizi yapılabilir çünkü suçlanan kişilerin anneleri dolayısıyla X kromozomları farklılık gösterecektir (12). Özellikle cinsel saldırı durumlarında karışık örneklerde dişinin DNA’sı diğer DNA’yı baskılamakta ve sonuç almayı güçleştirmektedir. Bu gibi durumlarda Y-STR kullanımı ile erkeğin profili net bir şekilde ayırt edilebilmektedir. Aynı zamanda sadece babadan aktarılması özelliği ile bazı adli olgularda feth-i kabir yapılmasına gerek kalmadan aileden başka bir erkek çalışılarak sonuç eldesi mümkündür. Y-STR’ninen önemli dezavantajı ise olay yerinden gelen bir örneğin aynı aileden farklı erkeklere ait olması durumudur. Bu durum özellikle ensest ilişkilerde gözlemlenmektedir.

Bunun yanı sıra karışım örneklerinde SNP ile kimliklendirme yapılmasını da zorlaştırmaktadır. Nükleer DNA üzerinden yapılan bu çalışmalara ek olarak adli kimliklendirme olaylarında DNA eldesinin zor olduğunda mitokondriyal DNA da çalışılabilmektedir. Çift çeperli organel ile çevreli ve çok sayıda kopyası olması daha dayanıklı olmasını sağlamaktadır. Saç gövdesinden, yüksek ısı, neme, asite maruz kalmış biyolojik materyallerde (diş, kemik gibi), degrede olan ve nükleer DNA üzerinden tam olarak

tiplendirmesi yapılamamış örneklerde de kullanılabilmektedir. Bir hücrede bir tek çekirdek ve nDNA bulunurken birçok sayıda mitokondri ve içeriğinde çok sayıda mtDNA bulunmaktadır. Adli bilimlerde kodlama yapmayan HV1, HV2, HV3 bölgeleri çalışılabilmektedir. Bu çalışmalar ile at, eşek gibi hayvanlarda tür tayini yapılabilmektedir (14). Ayrıca mtDNA aktarımı sadece anneden çocuğa olmaktadır. Anneden gelen yumurta ve babadan gelen sperm birleşirken spermin mtDNA içeren kuyruk kısmının dışarıda kalması ile oluşan maternal kalıtım annelik belirlenmesinde mtDNA kullanabilmemizi sağlamaktadır. Adli olaylarda sonuca ulaşmak için olay yeri, fail ve mağdur arasında bağlantı kurmak olay yerinde delillerin bize anlattığını anlamak için eldeki tüm verileri doğru şekilde toplamak ve analiz etmek çok önemlidir. Bu aşamada DNA analizi çözüme ulaşmak için en değerli veri olmaktadır. Suçluların bile kendini çağa ayak uydurduğu bir dönemde adli bilimler de sürekli kendini geliştirmektedir. Çalışılan DNA bölgeleri, yeni sistemler ve multiplex çalışmalar ile rutin analizlere dahil olmakta daha önce çok uzun süreler alan çalışmalar giderek daha hızlı yapılmaktadır. Bu aşamada adli bilimlerin hukuk sistemine, DNA’nın da adli bilimlere katkısı yadsınamaz bir gerçek olup teknoloji ilerledikçe katkısının daha da artacağı muhtemeldir.

CRIM E SCE NE DO NOT

STR çalışmalarına ek olarak PCR teknolojisi ile tek nükleotid polimorfizmi yani SNP analizleri de önem kazanmıştır. Bunlar genetik yapıda oluşan küçük değişimlerdir ve toplumda en az %1’inde görülmektedir. Belli bir bölgedeki oluşan lokusta farklı alleller oluşmasına yol açan nokta mutasyonları ile oluşmuş polimorfizmlerdir. Buna ek olarak DNA’nın kodlama yapan bölgesinde bulunan SNP’ler ilgili kişinin göz, saç ve ten rengi ile etnik kökeni ve fiziksel özellikleri hakkında bilgi edinmemizi sağlamaktadır. Kimliklendirme için rutin analizlerde kullanılmamasının nedeni ise STR lokuslarına göre daha az ayrım gücü sağlamasıdır. 50 otozomal SNP lokusunun beraber çalışılması ile elde edilecek ayrım gücünü 13 STR ile multiplex çalışarak tek seferde elde etmek mümkündür(13).

Referanslar:

1. Giardina E.,Spinella A., Novelli G. (2011). Past, present and future of forensic DNA typing. Nanomedicine, 6(2): 257–270. 2. Butler J.M., (2005) Forensic DNA Typing, Biology, Technology and Genetics of STR Markers, Elsevier Academic Press, USA. 3. Premalatha, B.,Ramesh, V., Babu, S.K., Balamurali, P.D. (2014) Procedures to view aberrations-A travel from protein to gene: Literature review. Indian J DentRes. 25:91-4. 4. Aşıcıoğlu, F. ve G. Koyuncu (2011) Adli Biyoloji. Adli Bilimler, Adalet Yayınevi: 289-309. 5. Dausset J. (1958) Iso-leuco-anticorps. Actahaematologica 20(1-4): 156-166. 6. Yükseloğlu E.H.,Altunçul D., Filoglu G., AbaciKalfoglu E., Atasoy S., “Allelefrequencies of HLADQA1 and PM in Istanbul (Turkey) population.”, JOURNAL OF FORENSIC SCIENCES, vol.47, pp.907-907, 2002. 7. Botstein D, White RL, Skolnick M, Davis RW. (1980) Construction of a genetic linkage map in man using restriction fragment length polymorphisms. American journal of human genetics 32(3): 314. 8. Schneider, P. M. (2007). “Scientific standards for studies in forensic genetics.” Forensic Science International 165(2): 238-243 9. Erlich HA. (1989) PCR technology. Principles and applications for DNA amplification, Stockton press 10. Dixon, L. A., Dobbins, A. E., Pulker, H. K., Butler, J. M., Vallone, P. M., Coble, M. D., ... and Morling, N. 2006. Analysis of artificially degraded DNA using STRs and SNPs—results of a collaborative European (EDNAP) exercise. Forensic science international, 164:1, 33-44 11. ThermoFisher Scientific (2018). GlobalFiler™ PCR Amplification Kit

GEN İZİ

Düzenleyen: Hüseyin Aslan

BİLİMDE İLK ADIMLAR:

TARİHİ KEŞİFLER

1665-Robert HOOKE tarafından hücre keşfedilmiştir. 1831-Robert BROWN hücre çekirdeğini keşfetmiştir. 1838-Antonie Van LEEUWENHOEK bakteri keşfini gerçekleştirmiştir. 1855-Rudolph VİRCHOW hücrelerin bölünebildiğini keşfetmiştir 1859-Charles Darwin tarafından Türlerin Kökeni Yayınlanmıştır 1866-Gregor Mendel Bezelye bitkilerinde “faktörlerin” mirasına ilişkin incelemelerinin sonuçlarını yayımlanmıştır. 1871-Friedrich MIESCHER yaptığı çalışmalar sonucu nükleini keşfetmiştir. 1900-Carl Correns Hugo de Vries Erich von Tschermak tarafından Mendel’in ilkeleri bağımsız olarak keşfedilmiş ve doğrulanmış, bu da modern genetiğin başlangıcını işaret etmiştir. 1905-Nettie Stevens Edmund Wilson: Cinsiyet kromozomlarının davranışını bağımsız olarak tanımlamış-XX kadınları belirler; XY erkeği belirler. 1910-Thomas Hunt Morgan tarafından Meyve sineği, Drosophila’nın gözünde keşfedilen ilk mutasyon için cinsiyete bağlı kalıtım teorisi önermiştir. Bunu, bağlantı prensibi dahil gen teorisi takip etmiştir. 1927-Hermann J. Muller tarafından Drosophila’da yapay gen mutasyonlarına neden olmak için x-ışınları kullanılmıştır. 1928-Fred Griffith Bazı bilinmeyen “ilkelerin” Diplococcus’un zararsız R suşunu virulent S suşuna dönüştürdüğünü ileri sürmüştür. 1944-Oswald Avery, Colin MacLeod , Maclyn GEN İZİ

Griffith’in deneyindeki dönüşüm prensibini saflaştırdıklarını ve bunun DNA olduğunu bildirmiştir. 1950-Erwin Chargaff Çeşitli organizmalardan alınan DNA örneklerinde birebir adenin oranının timin ve guaninin sitozine oranını keşfetmiştir. 1951-Rosalind Franklin tarafından DNA’nın net X-ışını kırınım fotoğrafları elde edilmiştir. 1953-Francis Crick, James Watson DNA molekülünün üç boyutlu yapısını çözmüşlerdir. 1958-Arthur Kornberg Test tüpünde DNA yapan ilk enzim olan E. coli’den saflaştırılmış DNA polimeraz I oldupunu bildirmiştir. 1966-Marshall Nirenberg, H. Gobind Khorana Üçlü mRNA kodonları yirmi amino asidin her birini belirtmşti. 1970-Hamilton Smith, Kent Wilcox tarafından DNA tanıma bölgelerinde DNA moleküllerini kesebilecek ilk kısıtlama enzimi olan HindII izole edilmiştir. 1972-Paul Berg, Herb Boyer İlk rekombinant DNA moleküllerini üretmştir. 1973-Joseph Sambrook Agaroz jel ve etidyum bromür kullanarak DNA elektroforezini rafine eden Cold Spring Harbor Laboratory’de ekibi yönetmiştir. 1973-Annie Chang, Stanley Cohen Bir rekombinant DNA molekülünün korunabileceğini ve E. coli’de çoğaltılabileceğini göstermiştir. 1977-Fred Sanger DNA dizilimi için zincir sonlandırma (dideoksi) yöntemi geliştirilmiştir. 1977-İlk genetik mühendisliği şirketi (Genentech), tıbbi açıdan önemli ilaçları üretmek için rekombinant DNA yöntemleri kullanılarak kurulmuştur.. 1978-Somatostatin, rekombinant DNA teknolojisi kullanılarak üretilen ilk insan hormonu olmuştur. 1981-Üç bağımsız araştırma ekibi insan onkogenlerinin (kanser genleri) keşfedildiğini açıklamıştır. 1985-Kary B. Mullis Henüz tasarlanmamış DNA için en hassas analiz olan polimeraz zincir reaksiyonunu (PCR) açıklayan bir makale yayınlamıştır. 1988İnsan Genom Projesi, insan kromozomlarını oluşturan DNA dizisinin tamamını belirlemek amacıyla başlatılmıştır. 1989-Alec Jeffreys DNA parmak izi terimini kullandı ve babalık, göç ve cinayet vakalarında ilk kez DNA polimorfizmini kullanılmıştır. 1990-Dört yaşındaki bir kıza ilk gen değiştirme terapisi uygulanmıştır. T hücrelerinin kullanıldığı bu çalışma ile bağışiıklık sisteminin çalışılması sağlanmıştır. 1993-Daha uzun raf ömrü için genetik olarak üretilmiş FlavrSavr domatesleri pazarlanmıştır.

1996-Ian WİLMUT’UN koyun Dolly’i klonlama çalışması başarılı bir şekilde gerçekleşmiştir. 2000-İnsan Genom Projesi’nin ilk sonuçları sunulur: Vücudun 100 trilyon hücre ve bu hücrelerin her biri yaklaşık 3.1 milyar nükleotid birimleri içermektedir. Bunların sadece% 1’inin transkripsiyonel olduğu, muhtemelen en az 30.000 gende toplandığı düşünülmektedir. 2001-İnsan genomunun dizisi Bilim ve Doğa’da yayınlanmış ve bu, tüm dünyadaki araştırmacıların tedavileri geliştirmeye başlamasını mümkün kılmıştır. 2002-Nesli tükenmekte olan bir tür, ilk kez klonlanmıştır. 2003-İnsan Genom Projesi, insan genomunun dizilimini tamamlanmıştır. 2004-FDA, kanser için ilk antianjiyogenik ilacı, Avastin®’i onaylamıştır. 2007-FDA, kuş gribi için onaylanan ilk aşı olan H5N1 aşısını onaylamıştır. 2007- Bilim adamları embriyonik kök hücreler oluşturmak için insan derisi hücrelerinin nasıl kullanılacağını keşfetmişlerdir. 2008-Japonya’daki kimyacılar, neredeyse tamamen yapay parçalardan yapılan ilk DNA molekülünü yaratmışlardır. 2009- FDA, bir insan antitrombininin yeniden üretilebilmesi için genetik olarak işlenen ilk hayvanı onaylamıştır. 2010- Craig Venter, sentetik bir genomun özerk olarak çoğalabileceğini göstermekte başarılı olmuştur. 2010-Dr. J. Craig Venter, kendini çoğaltabilen sentetik genomu bir alıcı bakteri hücresine naklederek “sentetik yaşamın” tamamlandığını duyurmuştur. 2010-Bilim adamları sıtmaya dayanıklı sivrisinekler üretmişlerdir. 2011-Üç boyutlu baskı teknolojisindeki gelişmeler “cilt baskısı” na yol açmıştır. 2012-Vitor Pinheiro ve Birleşik Krallık’taki Tıbbi Araştırma Konseyi’nden Philipp Holliger tarafından sentezlenen bir polimer olan XNA keşfedilmiştir. Tıpkı DNA gibi, XNA da genetik bilgiyi depolayabilir ve daha sonra doğal seçilim yoluyla gelişebilir. DNA’nın aksine, dikkatlice manipüle edilebilir. 2013-İki araştırma ekibi genetik kod parçacıklarını düzenlemek için hızlı ve kesin bir yöntem açıklamıştır. CRISPR sistemi, bakterilerin kullandığı bir savunma stratejisinden faydalanır. 2013-Japonya’daki araştırmacılar, yeniden programlanmış cilt hücrelerinden fonksiyonel insan

karaciğer dokusunu geliştirmiştir. 2014- Bildiğimiz kadarıyla dünyadaki tüm yaşam genetik bilgiyi dört DNA harfi kullanarak kodlar: A, T, G ve C Artık değil! Araştırmacılar 2014 yılında laboratuarda yeni DNA bazları oluşturmuşlar, yaşamın genetik kodunu genişletip yeni tür mikroplar oluşturmaya kapıyı açmışlardır. 2015-Bilim insanları, gen düzenleme teknolojisi olan CRISPR’ı kullanarak birçok atılım yapmıştır. Çin’deki araştırmacılar, tartışılmaz bir hamle olan ve yaşamayan bir insan embriyosunun DNA’sını değiştirdiğini bildirmiştir. 2015-Bir genetik ekibi, neredeyse on yıl süren araştırmaların bir sonucu olan insan epigenomunun en kapsamlı haritasını oluşturmayı tamamlamıştır. 2016-Hastalıkları iyileştirmeyi ve çevresel felaketleri çözmeyi vaat eden devrimci gen düzenleme aracı olan CRISPR, bu yıl Çinli bir bilim insanından oluşan bir ekibin bir insan hastayı ilk kez tedavi etmek için kullandığı önemli bir adım atmıştır. 2016-Araştırmacılar tarafından inmeli hastalara enjekte edilen kök hücreler hastanın tekrar yürümesini sağlamıştır. 2016- İlk defa, biyo-mühendisler tamamen bir 3D baskı “çip üzerinde kalp” yaratmışlardır. 2017- Laboratuarda ilk kez kan kök hücreleri yetiştirilmiştir. 2017- İsveç, Göteborg Üniversitesi’nin bir parçası olan Sahlgrenska Akademisi’ndeki araştırmacılar, bir 3D-bioprinter kullanarak kök hücreleri basarak kıkırdak dokusu oluşturmuşlardır. 2018-Munih Üniversitesi’nde yürütülen bir deneyde, maymunlara yapılan domuz kalbi naklinin başarıyla sonuçlandığı açıklanmıştır. 2018-Çinli bilim insanları ilk kez maymun klonlamıştır. Koyun Dolly ile aynı teknik kullanılarak gerçekleştirilen klonlama işleminde 22 sene sonra ilk kez başarı sağlandı.

GEN İZİ

Düzenleyen: Volkan Karabudak

KEŞİFLER NASIL GERÇEKLEŞTİ

Robert Hooke Hücreleri İlk Nasıl Keşfetti?

Robert HOOKE 1665 yılında kendi geliştirdiği ışık mikroskobunu şişe mantarından aldığı incecik bir yapıyı incelemede kullanmıştır. Mikroskopla incelemekte olduğu şişe mantar parçasının yan yana dizili bitişik bölümlerden oluştuğunuve oda şeklinde yapılar olduğunu gözlemlemiştir. Etrafları çevrili ve içleri boş olan bu yapı birimlerine “Hücre” (Cellula) adını vermiştir.

Robert BROWN Hücrelerdeki Çekirdeği Nasıl Keşfetti ? Robert Brown 18. Ve 19. Yüzyıllarda yaşamış, İskoç bir botanikçidir. Brown, sadece bitkilerde hücre çekirdeğini keşfedip onu isimlendirmemiş, ayrıca çok sayıda yeni bitki türünü de keşfetmiştir. Bitki hücresindeki çekirdek daha öncesinde mikroskop uzmanı Leeuwenhoek tarafından görülmüştü, ancak bunu bitki hücresinin çekirdeği olarak bilim dünyasına Robert Brown tarafından 1831 yılında kazandırılmıştır.

GEN İZİ

Antonie Van LEEUWENHOEK Leeuwenhoek bakteriyoloji, protozooloji ve mikrobiyolojinin temellerini atmıştır. Kendi el yapımı tek lensli mikroskoplarını kullanarak diş yüzeyinden aldığı örenkleri inceledikten sonra tek hücreli yapılar için hayvancık terimini kullanmıştır. Antonie’nin “hayvancık” terimi daha sonra 1838’deki modern bakteri terimiyle değiştirilirdi. Yaptığı çalışmaları sonsuza dek Antonie’ye “Mikrobiyolojinin Babası” unvanını kazandıracaktı.

Rudolph VİRCHOW 1855 yılında yaptığı çalışmalar sonucunda hücrelerin bölündüğünü keşfetmiştir ve her bir hücrenin başka bir hücreden kaynaklanması ile ilgili çalışmasını yayımlamıştır. Bu yaklaşım ile hücresel patoloji alanını başlatmıştır. Yaptığı çalışmalar ile modern patolojinin babası, sosyal tıbbın kurucusu olarak anılmaktadır

Genetiğin Keşfi: Mendel Gregor Mendel 1856-1863 yılları arasında manastırın bahçesine 28000 bezelye dikti. 1865’ten itibaren 8 yıl boyunca bezelyeleri karşılıklı olarak aşılayarak türetti ve yeni nesillerde çıkan farklılıkları gözledi. Mendel 8 yıl sonra şunu gözlemledi: Bitkiler üst kuşaktan yeni kuşağa özelliklerini aktarıyorlardı. Bilimsel bir kavrayışla Mendel, yeni kuşakların öncekilerin izelliklerini taşımasına kalıtsallık tanımını koydu. Bilim dünyası bu özelliğe şimdi “GEN” diyor

GEN İZİ

Watson ve Crick’in DNA Modeli Buluşu DNA’nın A ve B formuna ait 1952 yılının Mayıs ayında Rosalin Franklin tarafından çekilmiş bir fotoğraflar sayesinde Franklin ve arkadaşları DNA’nın yoğunluğunu, birim hücre boyutunu ve su içeriğini belirleyebilmişlerdir. 1953 yılında araştırmalarını tamamlayan Rosalind Birkbeck Koleji’ne transfer olma kararı aldı. Hemen ardından MRC Biyofizik Ünitesi Rosalind’in çalışmalarını içeren pek çok DNA araştırma raporunu Francis Crick’e vermeyi uygun buldu. 28 Şubat 1953’te James Watson ve Francis Crick yaşamın sırrını keşfettiklerini ayrıca DNA’nın çift sarmal yapısını açıklayan araştırmalarını kamuoyuna duyurdular.

Friedrich MIESCHER’in Nükleini Buluşu Mıescher nükleik asitleri, irin içindeki alyuvar hücrelerinin çekirdeğinde bulmuş.HoppeSeyler’in keşfettiği lesitinden sonra azot ve fosfor içeren ikinci organik madde olması nedeniyle büyük ilgi çeken bu bileşiğe, hücre çekirdeğinden (nükleus’tan) kaynaklandığı için “nüklein” adını vermiştir. 1871 yılında Friedrich Miescher, hücre çekirdeğinin içinde “nüklein” (şu anda DNA diyoruz) ve ilgili proteinlerin bulunduğunu ortaya koyan makalesini yayımlamıştır.

IAN WİLMUT’UN DOLLY KLONLAMA ÇALIŞMASI Dolly üç annenin kullanılmasıyla 5 Temmuz 1996’da, Edinburg Roslin Enstitüsü’nde dünyaya geldi.Bu annelerin üçünün de farklı görevli vardı. Birinden yumurta hücresi, ikincisinden hücre çekirdeği elde edildi.diğeri ise klonu doğuma kadar rahminde taşıdı. Bu teknik,Somatik Hücre Nükleer Transfer tekniği olarak adlandırılıyor.Dolly bu şekilde üretilen ilk klondu. Doğumdan 8 ay sonra halka duyruldu.6 yaşına kadar yaşadı .4 yaşında Dolly’de atrit oluştu ve akciğer hastalığı da eklenince 2003’de ötenazi yapılmıştır

GEN İZİ

Kary Mullis PCR’I Nasıl Buldu? Polimeraz Zincir Reaksiyonu, dizisi bilinen herhangi bir organizmaya ait genomik DNA’ daki özgün bölgelerin çoğaltılmasını sağlayan bir tekniktir.Bu teknik 1985 yılında araştırmacı Kary Mullis tarafından bulunmuştur.İlk defa aynı yıl R.Saiki, K.Mullis ve arkadaşları tarafından orak hücre anemisinin tanısının konulmasında uygulanmıştır. Mullis 1993’te bu çalışma ile Nobel ödülünü kazanmıştır.

CRAİG VENTER SENTETİK BİYOLOJİDEKİ ÇALIŞMASI Craig Venter ve onunla çalışan bilim insanları yapay yaşam oluşturma çalışmalarına başladılar ve sonunda 20 Mayıs 2010 tarihi itibariyle biyoteknolojiyi ve bilgisayar teknolojisini kullanarak, ilk sentetik bakteriyi üretmeyi başarmışlardır. Çalışmaya konu olan bakterinin adı Mycobacterium mycoides. Venter ve ekibi öncelikle bilgisayarda hesaplayarak yapay bir bakteri gen dizisi oluşturmuştur. Bu gen dizisini ise daha küçük parçalar halinde sentezlemiş. Kaset adı verilen her bir küçük parçacığın işlevsel olduğunu kanıtladıktan sonra ise bunları bakterinin çekirdeğine aktarmıştır. Bu arada bakterinin kendi DNA sını çeşitli enzimler yoluyla ortadan kaldırmıştır. Bakteriye verdiği yapay DNA yı ise özel dizilerle işaretlemiş. Bu diziler bakterinin orijinal halinde bulunmuyordu. Yapay diziyi içeren bakterileri böylece doğal bakterilerden ayırdı. Bu yöntem, laboratuvarlarda bakteri klonlaması yapılırken oldukça rutin olarak kullandığımız bir yöntemdir. Yapay dizide bulunan işaretçi gen (Lac Z geni) X-gal ismi verilen bir kimyasalı parçalayan bir enzimi üretmektedir. Yapay DNA bakteri tarafından alındığında bu gen sentezlenir ve protein ürünü oluşur. Protein ürünü olan enzim X-gal kimyasalını parçalar ve mavi renkli bir kimyasal oluşturur. Yapay DNA yı alan bakteriler besiyeri üzerinde mavi renkte gözükürken , doğal bakteriler beyaz renkte kalır. Venter ve ekibi işte bu mavi renkte gözüken sentetik bakterileri üretmeyi başardı. Yapay bakterilere yapılan çeşitli gen analizleri, gerçekten de bakterinin içindeki DNA dizisinin Venter ve ekibinin ürettiği yapay dizi olduğunu gösterdi.

Referanslar: • Colwell, B. (2017). Biotechnology timeline: Humans have manipulated genes since the ‘dawn of civilization’. Genetic Literacy Project. • Lane, J. A. (1994). History of genetics timeline. Genentech, Incorporated.

GEN İZİ

YAKIN GELECEKTE IRKIMIZ DEĞİŞİYOR MU? Düzenleyen: Şilan AKGÜL CRISPR veya CRISPR-Cas9, çok çeşitli organizma ve dokularda etkili ve kesin genomik modifikasyonlar sağlayan devrim niteliğinde bir genom düzenleme yöntemidir. CRISPR, kısa sekans tekrarları ve DNA segmentleri içeren genetik kodun bölümleridir. CRISPR (Kümelenmiş Düzenli Aralıklı Kısa Palindromik Tekrarlar) ve CRISPR ile ilişkili (Cas) genlerin işlevleri, organizmaların istilacı genetik materyale yanıt vermesini ve

CRISPR

ortadan kaldırılmasını sağlayarak, seçme bakteri ve arkasındaki adaptif bağışıklık için önemlidir. Bu tekrarlar ilk olarak 1980’lerde E. Coli’de keşfedilmiştir, ancak işlevleri 2007 yılına kadar S. termophilus’un bulaşıcı bir genom parçasını birleştirerek bir bakteriyofaja karşı direnç kazanabileceğini gösteren Barrangou ve arkadaşları tarafından bu deney sonucu doğrulanamamıştır. Üç tip CRISPR mekanizması tanımlanmıştır ve bunlardan en

fazla üzerinde çalışılan tip II’dir. Bu durumda, DNA virüslerden veya plazmitlerden izole edilerek küçük parçalara bölünür ve bir dizi kısa tekrarla bir CRISPR lokusuna dahil edilir. Lokuslar kopyalanır ve transkriptler daha sonra dizi tamamlayıcılığına dayanan istilacı DNA’yı hedef alan efektör endonükleazları yönlendirmek için kullanılan küçük RNA’lar üretmek için işlenirler.

Moleküler Biyolojide Yeni Bir Araç Olarak Cas9 ve CRISPR

Tip II CRISPR nükleaz tipinin sadeliği, sadece gerekli üç bileşenle (crRNA ve trRNA ile birlikte Cas9), bu sistemi genom düzenlemesi için uygun hale getirilmiştir.. Bu potansiyel 2012 yılında Doudna ve Charpentier laboratuvarları tarafından gerçekleştirilmiştir. Daha önce tarif edilen tip II CRISPR sistemine dayanarak, araştırmacılar trRNA ve crRNA’yı tek bir sentetik kılavuz RNA (sgRNA) halinde birleştirerek basitleştirilmiş iki bileşenli bir sistem geliştirmişlerdir.. sgRNA ile programlanmış Cas9’un, hedeflenmiş gen değişikliklerine yol

GEN İZİ

göstermede ayrı trRNA ve crRNA ile programlanmış Cas9 kadar etkili olduğu gösterilmiştir. Tip II CRISPR sistemi, nükleaz Cas9, kılavuz RNA’ları şifreleyen crRNA dizisi ve gerekli işlemlerin kolaylaştırılması için yardımcı bir trans-aktifleştirici crRNA’dan oluşan sayılı iyi özelliklerden biridir. crRNA ayrık birimler halindedir. Her bir crRNA birimi daha sonra bir 20-nt kılavuz sekansı ve kısmi bir doğrudan tekrar içerir; burada eski Cas9, WatsonCrick baz eşleştirme yoluyla 20-bp DNA hedefine yönlendirilmiştir.

2012’de Feng Zhang ve çalışma arkadaşları, CRISPRCas9’u ökaryotik hücrelerde genom düzenlemeyi başaran ilk ekip olmuştur. CRISPR-Cas9 insan, bakteri, zebra balığı, C. elegans, bitkiler, Xenopus tropicalis dahil olmak üzere birçok hücre çizgisinde ve organizmasında önemli genleri hedef almak için başarıyla kullanılmıştır. Belirli bir hedef gende, tek bir gRNA vasıtasıyla tek nokta mutasyonlarını uygulamak için bu yöntem kullanılmıştır. Bunun yerine bir çift gRNA-yönelimli Cas9 nükleazları kullanarak, inversiyonlar veya translokasyonlar gibi büyük silmeleri veya genomik düzenlemeleri uyarmak da mümkündür. Son zamanlarda, CRISPR / Cas9 sisteminin dCas9 versiyonunun, transkripsiyonel

düzenleme, epigenetik modifikasyon ve spesifik genom lokuslarının mikroskobik görüntülenmesi için protein alanlarını hedef almak için kullanılmaktadır. CRISPR / Cas9 sistemi, hedef spesifikliğini değiştirmek için sadece crRNA’nın yeniden tasarlanmasını gerektirir. Bu, protein-DNA ara yüzünün yeniden tasarlanması için gerekli çinko parmağı ve TALEN’ler de dahil olmak üzere diğer genom düzenleme araçlarıyla zıtlık yaratmaktadır. Ayrıca, CRISPR / Cas9, genomik tarama için büyük gRNA kütüphaneleri üreterek gen fonksiyonunun genom çapında hızlı bir şekilde sorgulanmasını sağlamaktadır.

CRISPR / Cas9’un geleceği

Cas9’un hücre ve moleküler biyoloji araştırmaları için bir dizi araç haline getirilmesindeki hızlı ilerleme, muhtemelen sistemin sadeliği, yüksek verimi ve çok yönlülüğü nedeniyle dikkat çekici olmuştur. Hassas genom mühendisliği için şu anda mevcut olan tasarımcı nükleaz sistemlerinden CRISPR / Cas sistemi bugüne kadar en kullanıcı dostudur. Ayrıca, Cas9’un potansiyelinin DNA bölünmesinin ötesine ulaştığı ve genomun bölgeye özgü protein alımı için faydalı olmasının muhtemelen yalnızca hayal gücümüzle sınırlı olacağı açıktır.

REFERANSLAR: • Reis, A., Hornblower, B., Robb, B., & Tzertzinis, G. (2014). CRISPR/Cas9 and targeted genome editing: a new era in molecular biology. NEB expressions, 1, 3-6. • Ran, F. A., Hsu, P. D., Wright, J., Agarwala, V., Scott, D. A., & Zhang, F. (2013). Genome engineering using the CRISPR-Cas9 system. Nature protocols, 8(11), 2281.

GEN İZİ

Ph.D. Ho Lin

Distinguished Professor and Chair, Department of Life Sciences National Chung Hsing University Taichung, Taiwan

Çeviri: Muhammet ÖNER

ile Soru Cevap

Taiwan’da bilim insanı olmak hakkında ne düşünüyorsunuz? Taiwan’daki fen bilimleri ve yaşam bilimleri alanındaki çalışmaların yeterli olduğunu düşünüyor musunuz?

Bilim daha fazla bilgi edinmek isteyen kişiler için çok önemli bir etkendir. İnsan varoluşunu yansıtan gelişim sürecindeki küçük bir çocuğa bakacak olursak, bilmedikleri her şeyi soru sorarak öğrenme eğilimindedirler. Bu açıdan, insan varoluşunun aslında tamamen doğal bir bilim insanını yansıttığını söylemek isterim. Taiwan’daki eğitim sistemi genç bireylere bilimsel alanlarda çok fazla ders ve sorumluluk yüklüyor. Bunun en büyük sebeplerinden biri, yetişmekte olan bireylerin geleceğe en iyi şekilde hazırlanılmak istenmesidir. Benim görüşüme göre bazı sebeplerden dolayı gelişim sürecindeki genç bireylere aşırı bilgi yüklemek onları gelecek hayatlarında yıpratabilir ve bu yüzden genç bireylerin başlangıçta temel bilimsel aktiviteleri uygulamalı ve deneysel bir biçimde öğrenmelerinin gelecek açısından daha faydalı olacağını düşünüyorum. Sizin ve benim gibi olgun yaştaki modern insanlar için bilim, her yerdedir. Sizin de bildiğiniz gibi Taiwan’da bilgisayar bilimleri ve birçok teknolojik alanda geliştirilen çok önemli markalar bulunmaktadır ve bugün burada kullandığımız telefonlar ve bilgisayarlar tamamen Taiwan’ın kendi üretimleridir. Tahmin ediyorum ki, son yıllarda bilime ve teknolojiye yapılan yatırımın sonuçları bizlere bu şekilde güzel bir dönüt sağlayacaktır. Biyolojik bilimleri veya yaşam bilimlerini düşünecek olursak, son yirmi yılda çok önemli bir araştırma alanı ve bu alanda azımsanamayacak derecede dünya genelinden önemli işlerin var

GEN İZİ

olduğunu belirtmek isterim. İnsanlar, en küçük canlıdan en kompleks canlıya kadar, yaşayan tüm canlılar hakkında çok şey bilmek istiyorlar. Bu nedenle, Taiwan’daki büyük ve köklü üniversitelerimizde, öğrencilerin öğrenmeyi ve gelecekte ne yapmak istedikleri hakkında onlara ilham vermeleri için, eksiksiz bir eğitim içeriğine sahibiz ve aynı zamanda akademik, sosyal ve kültürel alanlarda öğrenciler için sınırsız destekler sunulmakta olduğunu söylemeden geçemeyeceğim. Eğer öğrenciler yaşam bilimleri alanında gelecek kariyer planı yapmak isterlerse, elbette biz bilim insanları olarak onlara yol gösterip yüksek lisans, doktora hatta doktora sonrası araştırmalarında yaşam bilimlerine dahil sahip olduğumuz bütün bilgi ve tecrübeyi, onların da çabaları ile birlikte paylaşıp tam donanımlı bir bilim insanı yetiştirmek için harcamalıyız ve bu işi yaşam bilimlerinde kariyer düşünen genç insanlara bilimin ve araştırma yapmanın ne kadar zevkli olduğunu, her geçen gün yeni şeyler öğrenmenin ve öğretmenin paha biçilemez bir şey olduğunu, kendilerinin yaşayarak ve deneyerek öğrenmelerine öncülük ederek gerçekleştirilmesi, öğrenilen bilginin kalıcığı açısından çok önemlidir. Taiwan’ın genç insanlar için harika ve bütün bunları yapabilecek uygun şartları sağladığına inanıyorum; hatta gençler için yurt dışına çıkıp farklı üniversitelerde yeni şeyler öğrenmesini de, bir bilim insanı olarak desteklemekteyim. Bilmek ve sürekli yeni şeyler öğrenmek sadece akademik hayatta değil aynı zamanda normal yaşantımızda da çok önemlidir.

Ülkenizdeki çalıştığınız alandaki bilimsel faliyetleri nasıl değerlendiriyorsunuz? Benim çalıştığım kanser araştırmaları ve sinir bilimi alanında Taiwan’da çok sayıda konferanslar, sempozyumlar, çalıştaylar, akademik topluluklar gibi bilimsel faaliyetler düzenlenmekte. Bu akademik faaliyetlerin amacı katılımcıların yeni şeyler öğrenmesi ve farklı tecrübeler kazanmasıdır. Bazı durumlarda bu tarz etkinliklerde öğrenmek ve kendimizi geliştirmek için çokça zaman harcamamız gerekir ve eğer kendinize bu zamanı ayırabilirseniz bu faaliyetlerde gelecek planınızın oluşmasında ve kariyer hedefinize ulaşmada sizin ufkunuzu açan ve yol gösteren insanlarla tanışma ihtimaliniz çok yüksektir ve bu tarz fırsatları asla denemeden bilemezsiniz. Tanıştığınız kişiler size sadece yeni şeyler öğretmekle kalmaz aynı zamanda eksiklerinizin farkına varmanıza yardımcı olur ve bu da size eksiklerinizi gidermek açısından büyük fırsat doğurur.

Gelecekle ilgili hedefleriniz ve planlarınızdan kısaca bahseder misiniz? Bir bilim insanı olarak, sinir bilimi ve kanser biyolojisi alanında hücre döngüsü veya nöron hücre farklılaşmasının detaylı mekanizmasını anlayabilmek için tamamen yeni şeyler keşfetmek ve bulgularımız ile insanlığın umudu olmayı hedefliyorum. Bilim her zaman temel bulgulara dayanır ve her zaman yarım kalan proje ve fikirleri tamamlamak için genç ve dinamik araştırmacılara ihtiyaç duyulur. Kendi laboratuvarımda genç araştırmacılar ile birlikte sadece daha fazla bilgiye sahip olmak amacı ile değil aynı zamanda bu bilgileri insan hastalıklarının tedavisinde kullanmak amacıyla da çalışıyoruz. Bir danışman olarak, gençleri yetiştirmek için kendilerini keşfetmeleri ve ne istediklerini bulmalarında, onlara rehberlik etmeyi seviyorum ve inanıyorum ki; aşık olduğunuz şeye odaklanırsanız başkalarının yaptıklarından daha iyisini yapar ve asla yaptığınız işten pişmanlık duymazsınız.

Geleceği şekillendirmek kolay bir iş değil, bilim alanında kariyer yapmak isteyen gençlere tavsiyeleriniz nelerdir? Hangi konularda kendilerini geliştirmelerini önerirsiniz, nasıl bir alt yapı oluşturmalılar? Merak insanlığın varoluşuna gönderilmiş en büyük armağandır ve insanlık olarak her şeyin Dünyada veya evrende nasıl çalıştığını daha iyi anlamaya çalışıyoruz. Bu anlamda pek çok farklı alan ilginizi çekebilir; fakat kariyeriniz için karar vermeniz gereken en doğru yer işte burası yani üniversite. Bilim için mantık her zaman çok önemli bir bakış açısıdır. Bilim insanı olmaya yatkın bir bireyseniz, mutlaka mantıklı düşünmek ve mantıklı hareket etmeniz gerekir ve kendinize acaba ben bilim insanı olabilir miyim diye sorup kendinizden emin bir şekilde evet diyorsanız artık siz de bir bilim insanı adayısınız ve bir sonraki basamak olarak ilgi duyduğunuz alana odaklanmak zorundasınız. Günümüzde bilgiye en kolay ulaşım şekli olan internet aracılığı ile sizden önce odaklanmak istediğiniz alanda çalışmış deneyimli kişilerle iletişim kurabilirsiniz. İhtiyacınız olan bilgiyi elde etmek için zaman harcamak sadece okulda değil, aynı zamanda kendi yolunuza kendi yöntemleriniz ile yatırım yapmaktır. Kendinizi geliştirme sürecini hızlandırmak için ülkenizdeki veya ülke dışındaki tecrübeli hocalardan veya daha önce o süreçlerden geçmiş kişilerden yardım istemek de gereklidir. İnsanlar sizin tutkunuzu hissettikten sonra, onların sizinle iş birliği yapmaktan keyif alacağına gönülden inanıyorum.

Eklemek istediğiniz son bir mesajınız var mı? Son olarak kendine güvenmenin her zaman aydınlanma aşamasındaki genç insanlar için hayati öneme sahip olduğunu söyleyebilirim. Fakat aşırı güven ise her zaman başarısızlıkla sonuçlanmıştır. Kim olursanız olun, mütevazi olmak her zaman en doğru davranıştır. Nobel ödüllü bilim insanları bile sürekli öğrenmeye devam ediyor. Kendimizi cesaretlendirmek biz insanlar için en büyük bilgeliktir.

GEN İZİ

Dr. İsmail BEZİRGANOĞLU Erzurum Teknik Üniversitesi Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü

ile Soru Cevap

Türkiye’de bilim insanı olmak hakkında ne düşünüyorsunuz? Ülkemizdeki bilim, temel bilimler alanında yapılan çalışmaları yeterli buluyor musunuz? Türkiyede bilim insanı olmak gurur verici. Bilim hiçbir zaman yeterli olmayıp sürekli çalışmayı ve üretmeyi gerektirir. Bu yüzden ülkemizde de yeterli olduğu kanısında değilim.

Ülkemizin şuan sizin çalıştığınız alanda ki bilimsel faaliyetlerini nasıl değerlendiriyorsunuz ? Gen teknolojisi alanında gelişmiş ülkelerin gerisindeyiz umuyorum kısa süre içerisinde bizde bu yarışın içinde olacağız.

Gelecekle ilgili hedefleriniz ve planlarınızdan kısaca bahseder misiniz?

Transgenik araştırmalar üzerine bir proje sunmak istiyorum.

GEN İZİ

Geleceği yaratmak kolay bir iş değil, bilim alanında kariyer yapmak isteyen gençlere tavsiyeleriniz nelerdir? Hangi konularda kendilerini geliştirmelerini önerirsiniz, nasıl bir alt yapı oluşturmalılar? Seceçekleri alanın temel bilgilerine hakim olmaları ve iyi bir İngilizce seviyesine sahip olmalarını öneririm.

Eklemek istediğiniz son bir mesajınız var mı? Çok çalışmak, çok seyahat etmek ve 3. bir dil öğrenmek.

Genetiği Değiştirilmiş Organizmalar ve Biyogüvenlik

NEDİR?

Günümüze kadar klasik ıslah yöntemleri kullanılarak yüksek verimli bitki çeşitleri ve hayvan genotipleri geliştirilmeye çalışılmıştır. Ancak, ıslah çalışmalarının çok uzun zaman alması, maliyetli olması ve başarının hedeflenen düzeylere tam olarak ulaşamaması genetik bilimini sürekli yeni arayışlara sürüklemiştir. Son yıllarda ise gelişen genetik mühendisliği ve gen teknolojisindeki uygulamalar ile organizmaların genetik yapılarındaki değişimler başarıyla sonuçlanmıştır.

Canlı organizmaların yapı birimi olan hücrede genom yani “paketlenmiş kromozomlar” bulunur. Bu kromozomların içinde ise organizmaya özgü çeşitli gen dizilimlerinden oluşan DNA sarmalı bulunur. İşte bu gen diziliminin değiştirilmesi ya da dışarıdan gen aktarılması ile oluşan ürünlere GDO’lu ürünler denir. İngilizce ‘de “Genetically Modified Organism (GMO)” olarak tanımlanan bu teknoloji ile elde edilen hayvanlara “transgenik hayvanlar”, bitkilere ise “transgenik bitkiler” denilmektedir. Bu işlem sırasında aktarılan gene ise “transgen” adı verilmektedir.

B. Hayvanlarda Gen Aktarım Nedenleri:

A. Bitkilerde Gen Aktarım Nedenleri: Geçmişten günümüze kadar bitkilerin genetik özellikleri değiştirilmeye çalışılmıştır. Bunun için klasik ıslah yöntemleri kullanılmış ve başarılı sonuçlar elde edilmiştir. Ancak klasik ıslah yöntemleri birbirine yakın bitki türleri arasında gerçekleştirilmiştir. Yani farklı türler arasındaki gen aktarımı klasik yöntemlerle mümkün olmamaktadır. Bunun için gelişen genetik mühendisliği ve gen teknolojilerinden yararlanılmaktadır. Bitkilerde gen aktarımı amaçları ise; 1. İnsektisit ve herbisitlere karşı dayanıklılık sağlanması 2. Çevresel koşullara tolerans 3. Azot fiksasyonu ve ürün miktarının geliştirilmesi 4. Geç olgunlaşma sağlanması 5. Besinsel özelliklerin geliştirilmesi 6. Sekonder metabolit üretimi 7. Düşük maliyet 8. Su kaynaklarının düzgün kullanımı 9.Genetiği Değiştirilmiş Organizmalar ve Biyogüvenlik

Transgenik hayvanlar; genetik şifrenin çözülerek yeni bilgilerin kazanılması, yeni özellikli hayvanlar ve hayvansal ürünlerin üretimi için önemlidir. Üretilmiş ilk transgenik hayvan bir faredir (Palmiter, Brinster ve Hammer, 1982). Hayvanlarda gen aktarımın nedenleri ise; 1. İnsan terapötik proteinlerinin üretimi 2. Hastalıkların hayvan modellerinin oluşturulması, doku ve organ nakilleri 3. Anne sütüne benzer süt yapımı 4. Et, süt vb. hayvansal gıdaların üretim artışı, özellik iyileştirilmesi ve hastalık direnci kazandırılması 5. Davranış değişikliği 6. Canlılığın kontrolü Organizmaların genetik yapısının değiştirildiği genetik mühendisliği konusu, bilimsel platformlarda hâlâ tartışılmaktadır. Genetiği değiştirilmiş organizmaları destekleyen gruplar, bu teknolojinin besin kalitesinin ve sağlığa yönelik faydalarının artırılmasında, meyve ve sebzelerin raf ömürlerinin ve organoleptik kalitelerinin iyileştirilmesinde, bitkisel ve hayvansal ürün veriminin artırılmasında, yenilebilir aşı ve ilaç üretiminde, insan hastalıklarının tedavisi ve organ nakli için kullanılmasında ve çevresel olarak bir çok faydaları olacağı görüşündedirler. Bu organizmaları eleştirenlere göre ise besin kalitesindeki değişiklik, gıda güvenliği, alerjik reaksiyonlar ve bunların toksik etkileri ile ilgili önemli riskleri olabileceği ve genetiği değiştirilmiş ürünlerin etiketlenmesi, çevresel ve çeşitli grupların kaygıları ile dini, kültürel ve etik sorunların olduğunu /olacağını düşünmektedirler. Tüm bu nedenlerle bu tür ürünler yeterli bilimsel araştırmalar yapıldıktan sonra tüketime sunulmalı ve ayrıca kullanımları yasal çerçevede sürekli kontrol edilmelidir.

GEN İZİ

Kusursuz Organizmanın GEN Bozuk Genleri TEDAVİSİ Hatice YAZICI

Gen tedavisinden bahsedecek olursak; Gen tedavisi bir hastalığı tedavi etmek ya da bir hastanın klinik durumunu iyileştirmek amacıyla genetik materyalin hücrelere transferi olarak tanımlanır. Gen tedavisinin temel amacı, hedef hücrelere bir vektör aracılığı ile terapötik geni transfer etmektir. Bu tedavide hastalıkları nükleotid düzeyinde tedavi etmek amaçlanmaktadır. Gen tedavisi fikri ilk kez 1970 yılında, retrovirüslerin RNA’ları üzerinde çalışan, Martine Cline tarafından ortaya koyulmuştur. Rekombinant DNA teknolojisinin gelişmesi ile birlikte Cline, 1980’lerin başında retroviral tabanlı gen transferinin gelişmesine önemli katkıda bulunmuş ve genlerin in vitro ve in vivo olarak yüksek verimlilikte transfer edilebileceğini göstermiştir. 1982 yılında ilk insan gen tedavisi, talesemi hastalığı için gerçekleştirilmiştir. 1990 yılında SCID hastalığında Michael Blaese ve Wiliam French Anderson tarafından ADA geni taşıyan retrovirüs vektörü ile yapılmış gen tedavisi uygulamaları sonucunda 2 çocuğun tam olarak tedavisi sağlanmıştır. Kısaca gen tedavisinin tarihçesi; • 1970; Gen tedavisi fikri • 1981-82; İlk insan deneyleri (Talesemi) • 1990; SCID GT ve GT dergisinin yayını • 2003; İlk GT ilacı • 2012; Avrupanın ilk GT ilacı Günümüzde gen terapisi tedavi yaklaşımları: -LCA (Leber’in konjenital amorozisi) ; 2013 yılında LCA hastalığının gen tedavisinde çok büyük başarılar elde edilmiştir. LCA genellikle yeni doğan çocuklarda retinada bulunan ışık toplayan hücrelerin işlevini tam olarak yerine getirmemesi ile ortaya çıkmaktadır. İlk insan deneyleri 2007 yılında yapılmış ve hastanın tamamen iyileştiği ve görme yeteneğini kazandığı bildirilmiştir. Daha sonra 2009-2010 yılında 12 hasta üzerinde yapılan araştırmada, 6 kişi görme yetisi kazanmıştır. LCA gen tedavisi araştırmaları şu anda faz 3 aşamasında olup, yakın zamanda bu ilaçların piyasaya çıkması beklenmektedir. -IFT88; bilinen herhangi bir tedavisi olmayan, IFT88 geninin mutasyonu nedeniyle ortaya çıkan bir siliyopatı hastalığı genini taşıyan fareler, koku yeteneği kaybı nedeniyle yemek yemediklerinden dolayı ölmektedirler. IFT88 geni üzerinde yapılan tedaviler ile koku fonksiyonunun kazanılması sağlanmıştır. REFERANS: • Rashnonejad, A., Durmaz, B., & Özkınay, F. (2014). Gen tedavisinin temel ilkeleri ve son gelişmeler. Gen, 53(4), 231-240. • Bainbridge, J. W., Mehat, M. S., Sundaram, V., Robbie, S. J., Barker, S. E., Ripamonti, C., ... & Feathers, K. L. (2015). Long-term effect of gene therapy on Leber’s congenital amaurosis. New England Journal of Medicine, 372(20), 18871897. McIntyre, J. C., Davis, E. E., Joiner, A., Williams, C. L., Tsai, I. C., Jenkins, P. M., ... & Szymanska, K. (2012). Gene therapy rescues cilia defects and restores olfactory function in a mammalian ciliopathy model. Nature medicine, 18(9), 1423. Moyer, J. H., Lee-Tischler, M. J., Kwon, H. Y., Schrick, J. J., Avner, E. D., Sweeney, W. E., ... & Woychik, R. P. (1994). Candidate gene associated with a mutation causing recessive polycystic kidney disease in mice. Science, 264(5163), 1329-1333.

GEN İZİ

Kanser Hücrelerinin Kemoterapiye Duyarlılığı İçin Etkili Bir Alternatif

Kemoterapi sıklıkla tümör hücresi ölümünü en üst düzeye çıkarmak için kombinasyon tedavi protokollerini içermektedir. Maalesef, bu yoğun kemoterapötik rejimler, ilaca direnç ve normal dokularda spesifik olmayan yüksek toksisite nedeniyle sık sık hayal kırıklığı yaratan sonuçlar göstermektedir. Kanser tedavisinde, ilaç etkinliği korunurken, toksisiteyi asgariye indirmek kritik derecede önem taşımaktadır. Hedefe yönelik tedaviler, ilaç direncinin üstesinden gelmek için anahtar yaklaşımlardan biri olduğundan, kanser tedavisinin terapötik sonuçlarını geliştirmek ve ilaçların potansiyel farmakokinetik etkileşimlerini en aza indirmek için kanser hücrelerinin tedavisini farklı özelliklere göre ayarlamak gerekmektedir. Bu konunun ışığında, bu çalışmada düşük dozda doxorubisin (DOX) ve hayatta kalma hedefli özel nanoparçacıklarla yapılan kaskad bir tedavinin HCT-116, Jurkat ve MIA PaCa-2 kanser hücrelerini DOX-kemoterapiye duyarlı hale getirmede eşzamanlı kombinasyon tedavisinden daha etkili olup olmadığı incelenmiştir. Sonuçlar, DOX ile hücrelerin inkübasyonundan sonra, nanopartiküllerin eklenmesini içeren protokol ile yapılan ardışık tedavinin, ilgili kanser hücrelerinin terapötik sonucunu açıkça ortaya çıkardığını, tersine protokolün, kanser tedavisinde sinerjistik ilaç kombinasyonu formülasyonlarının kritik önemini vurgulayarak apoptozda bir azalma veya gecikmeyle sonuçlandığını göstermiştir. Geleneksel kemoterapi, malign tümörlerin tedavisi için bireysel antikanser ajanları veya kombinasyonlarını kullanmaktadır (Chabner and Roberts, 2005). Bununla birlikte, tümör hücreleri, başarılı tedavi için büyük bir engel teşkil eden, yüksek seviyelerde kemoresistansa neden olan, çoklu mutasyonlar nedeniyle kemoterapötik

Dr. Fatma Necmiye KACI

Doxorubisin ve Survivin Hedefli Özel Nanopartiküller ile Kaskad Tedavisi:

ajanlar için zorluklar ortaya çıkarmaktadır (Holohan et al., 2013). Tümör hücrelerinin hayatta kalmasından sorumlu önde gelen faktörlerden biri, kemoterapötik maddelere direnç geliştiren, apoptoz protein inhibitörlerinin (IAP) aktivasyonudur (Fulda and Vucic, 2012). Bu nedenle, bu protein ailesi ilaç direncini ortadan kaldırmak için en önemli hedef noktalarından birini oluşturmaktadır. IAP ailesinin yapısal olarak benzersiz bir üyesi olan survivin, apoptoz inhibisyonunda, proliferasyonunun artmasında ve anjiyogenezin geliştirilmesinde etkili olan; böylece kanser büyümesi ve ilerlemesinde aktif olarak rol oynayan ve bugüne kadar kansere özgü belirlenen en önemli proteinlerden birini oluşturmaktadır (Ryan et al., 2009). Survivinin aşırı ekspresyonu, insan kanser hücrelerinin ilaca dirençli fenotip oluşturmasında önemli bir rol oynadığından, kanser hücrelerini kemoterapötik ajanlara yeniden duyarlı hale getirmek ve hedeflenen kanser terapilerinin geliştirilmesi için fırsat sağlamak amacıyla cazip bir hedef haline getirmektedir (Pennati et al., 2008). AICAR (5- aminoimidazol-4-karboksamid-l-β-Dribofuranosid), ısı şok proteini 90’ın (Hsp90) yeni küçük bir inhibitörüdür ve survivin-Hsp90 kompleksinin peptid olmayan bir antagonisti olarak görev yapmaktadır. Bu, yakın zamanda tanımlanan peptidik antagonist shepherdin’in kimyasal ve konformasyonel özelliklerini taklit ederek elde edilmiştir; böylece fonksiyonel protein üretimini kesintiye uğratan şaperon fonksiyonunu inhibe ederek survivini stabilize edici hale getirmektedir (Meli et al., 2006).

GEN İZİ

Dr. Fatma Necmiye KACI 48

Bu, AICAR’ın kanser hücrelerinin antikanser ajanlara duyarlılığını arttırmada potansiyel bir değere sahip olabileceği ve küçük moleküllü bir inhibitör olarak survivinin regülasyonu için pratikte kolaylıkla dahil edilebileceği anlamına gelmektedir. Yapılan çalışmalarda, survivin proteininin, çeşitli stratejilerle üretiminin veya fonksiyonunun azaltılması sonucu tümör hücrelerinin apoptoz oranını ve kemoterapötik ilaçlara olan duyarlılığını artırdığı rapor edilmiştir. Son yıllarda kanser tedavisinde potansiyel biyobelirteç ve moleküler hedef olarak survivinin gösterilmesi konusunda dikkate değer çabalar gösterilmesine rağmen, son araştırmalar normal fizyolojide, özellikle de kendini yenileme ve çoğalma geçiren hücrelerde hayatta kalma hususunda bu proteinin önemli bir oynadığını göstermektedir (Duffy et al., 2007; Altieri, 2008). Bu nedenle, anti-survivin tedavisine uzun süre maruz kalmak, bu kök hücrelerin canlılığını ve doku rejenerasyonunu etkileyebilmektedir. Bu bağlamda, potansiyel toksisite ve geniş yan etkilerin üstesinden gelebilmek için, survivin tedavisinin kliniğe çevirisinde hedefe yönelik transport gerekmektedir (Shapira et al., 2011). Öte yandan, düşük molekül ağırlıklı terapötik ajanlar, vücuttan hızla temizlenmekte ve çok kısa yarı ömürleri olduğu için, vücutta hızlıca bozunmaktadırlar (Markman et al., 2013). Bu nedenle, terapötik maddelerin etkinliğini sağlayan diğer bir önemli faktör, hedef bölgedeki biyoyararlanımlarıdır, daha önce bildirmiş olduğumuz gibi stabil bir dağıtım sistemiyle ve biyolojik konjugasyon aracılığıyla önemli ölçüde iyileştirilebilmekte (Dağlıoğlu, 2017), böylece belirli hedef bölgelerdeki farmakokinetik performansları artırılabilmektedir. Antikanser ajanlara, tümör hücre cevabını arttırmada nötrleştirici survivinin potansiyel önemini göz önünde bulundurarak, daha önce AICAR ve DOX’un aynı anda verilmesi için bir çekirdek / kabuk tipi vector nanoparçacık formülasyonu geliştirilerek ve beş farklı tümör kaynaklı hücre hattı üzerinde (A549, HCT-116, HeLa, Jurkat ve MIA PaCa-2) gelişmiş antikanser kabiliyetini denenmiştir (Dağlıoğlu and Okutucu, 2016; Dağlıoğlu and Okutucu, 2017). Test edilen tüm kanser hücreleri arasında, nanopartiküller GEN İZİ

A549 ve HeLa hücreleri üzerinde daha güçlü antikanser etki gösterirken, muhtemelen inhibitör / ilaç kombinasyonunun farmakokinetik kısıtlamaları nedeniyle HCT-116, Jurkat ve MIA PaCa-2 hücrelerinin büyümesini orta derecede inhibe ettiği rapor edilmiştir (Miao et al., 2017). Bu eşzamanlı kombinasyon tedavisinin, HCT-116, Jurkat ve MIA PaCa-2 hücreleri üzerindeki kemoterapötik direncinin ortadan kaldırılmasında daha az etkili olduğu bulunmuştur. Bu çalışmada, düşük doz DOX ve survivin hedefli özel nanopartiküller ile sıralı kombinasyon tedavisinin etkisi, kanser terapisinde en başarılı sinerjistik yolu belirlemek için alternatif bir tedavi protokolü olarak araştırılmıştır. Bu amaçla, geliştirilmiş çift hedefleme özelliğine sahip geliştirilmiş bir AICAR dağıtım platformu [Fe3O4@ SiO2(FITC)-BTN/FA/AICAR] , daha önce tanımlanan yönteme göre, kanser hücrelerinde birden fazla reseptörü aynı anda hedefleyerek nanopartikül birikimini arttırmak amacıyla sentezlenmiştir (Daglioglu, 2018). Kanser hücrelerinin kemoterapiye duyarlılığını arttırmak için genişletilmiş ve daha güvenli bir sinerjistik inhibisyon yöntemi sağlama çabasında, kanser hücreleri sırayla IC50 dozunda Fe304 @ Si02 (FITC) -BTN / FA / AICAR nanopartiküllerine (50 ug / mL) ve kemoterapi alan hastalarda ortalama DOX konsantrasyonundan 5 kat daha düşük olan bir DOX konsantrasyonunun (20 nM) (Minotti ve ark., 2004), aşağıdaki protokollerle: (1) yalnız DOX; (2) sadece nanopartiküller; (3) DOX ile hücrelerin inkübasyonundan sonra nanopartiküllerin eklenmesi; (4) hücrelerin nanopartiküller ile inkübasyonundan sonra DOX eklenmesi şeklinde uygulama yapılmıştır. Hücre kültürü testleri, DOX ile hücrelerin inkübasyonundan sonra nanoparçacıklara maruz kalmanın, ters protokole maruz kalan hücrelerle karşılaştırıldığında; DOX’un antikanser aktivitesini önemli ölçüde arttırdığını ve eşzamanlı kombinasyon protokolüne kıyasla artmış apoptoz oranına neden olduğunu göstermektedir.

Elde edilen sonuçlar, inhibitör/ilaç kombinasyonları tasarlanırken, inhibitör ve ilaç etkileşiminin uyarlanmasının, çok çeşitli kanserlerin tedavisinde daha etkili kombinasyon terapisi elde etmek adına çok önemli olduğunu doğrulamaktadır. Çalışmada, Fe3O4 @ Si02 (FITC) -BTN / FA / AICAR nanopartikülleri ve düşük doz DOX’un survivin hedefli terapinin etkinliği sıralı terapi ile, kolon kanseri (HCT116), lösemi (Jurkat) ve pankreas karsinomu (MIA PaCa2) hücreleri üzerinde, en uygun kombinasyon tedavisini belirlemek için araştırılmıştır. Bu kaskad tedavileri, 7-AAD/PE-anneksin-V boyaması ile apoptozun analizi ve propidium iyodür ile DNA boyanması aracılığıyla, hücre döngüsü analizi ile incelenmiştir. Ayrıca, kaspaz-3 aktivitesi ve western blot testleri, önceki testleri konfirme etmek için yapılmıştır. Ayrıca, alınan floresans mikroskopisi görüntüleri ve sitotoksisite çalışmaları, hücre içi ilaç birikimlerini ve bunların antitümör aktivitelerini doğrulamıştır. bir azalmaya veya gecikmeye neden olduğu; ve bunun da apoptotik hücre ölümünün önemli bir bileşeni olan kaspaz-3’ün inhibisyonuna yol açtığı sonucu elde edilmiştir.

Sonuçlar, DOX ile hücrelerin inkübasyonundan sonra nanoparçacıklara maruz kalmanın, kanser hücrelerinin terapötik etkisini arttırdığını ve antitümör aktivitesinde iyileşme olduğunu açıkça göstermiştir. Ters protokol sonucunda ise, düşük dozlu DOX uygulamasından sonra survivinin upregüle olması nedeniyle apoptoziste Sonuç olarak, mevcut sonuçlar ilaç kombinasyonlarının sistemik uygulanmasının önemini göstermektedir ve kanser tedavisinin terapötik sonucunun iyileştirilmesinde, hali hazırda bilinen ilaçların olası yeni kombinasyonlarının kullanılmasının, ilaç dirençliliğini ve ilacın gösterdiği yan etkileri azaltmada yeni bir yaklaşım olarak kullanılabilir olabileceğini göstermektedir. [Daglioglu, C., and Kaci, F. N.. 2019. Cascade therapy with doxorubicin and survivin-targeted tailored nanoparticles: An effective alternative for sensitization of cancer cells to chemotherapy. International journal of pharmaceutics, 561, 74-81.]

REFERANSLAR Altieri, D.C., 2008. Survivin, cancer networks and pathway-directed drug discovery. Nat. Rev. Cancer 81, 61–70. Chabner, B.A., Roberts Jr., T.G., 2005. Timeline: chemotherapy and the war on cancer. Nat. Rev. Cancer 5, 65–72. Daglioglu, C., 2017. Enhancing tumor cell response to multidrug resistance with pHsensitive quercetin and doxorubicin conjugated multifunctional nanoparticles. Colloids Surf. B Biointerfaces 156, 175–185. Daglioglu, C., 2018. Environmentally responsive dual-targeting nanoparticles: improving drug accumulation in cancer cells as a way of preventing anticancer drug efflux. J. Pharm. Sci. 107, 934–941. Daglioglu, C., Okutucu, B., 2016. Synthesis and characterization of AICAR and DOX conjugated multifunctional nanoparticles as a platform for synergistic inhibition of cancer cell growth. Bioconjug. Chem. 27, 1098–1111. Duffy, M.J., O’Donovan, N., Brennan, D.J., Gallagher, W.M., Ryan, B.M., 2007. Survivin: a promising tumor biomarker. Cancer Lett. 2491, 49–60. Fulda, S., Vucic, D., 2012. Targeting IAP proteins for therapeutic intervention in cancer. Nat. Rev. Drug Disc. 11, 109–124. Holohan, C., Van Schaeybroeck, S., Longley, D.B., Johnston, P.G., 2013. Cancer drug resistance: an evolving paradigm. Nat. Rev. Cancer 13, 714–726. Markman, J.L., Rekechenetskiy, A., Holler, E., Ljubimova, J.Y., 2013. Nanomedicine therapeutic approaches to overcome cancer drug resistance. Adv. Drug Deliv. Rev. 65, 1866–1879. Meli, M., Pennati, M., Curto, M., Daidone, M.G., Plescia, J., Toba, S., Altieri, D.C., Zaffaroni, N., Colombo, G., 2006. Small-molecule targeting of heat shock protein 90 chaperone function: rational identification of a new anticancer lead. J. Med. Chem. 49, 7721–7730. Miao, L., Guo, S., Lin, C.M., Liu, Q., Huang, L., 2017. Nanoformulations for combination or cascade anticancer therapy. Adv. Drug Deliv. Rev. 115, 3–22. Pennati, M., Folini, M., Zaffaroni, N. Targeting, survivin in cancer therapy, 2008. Expert opin. Ther. Targets 124, 463–476. Ryan, B.M., O’Donovan, N., Duffy, M.J., 2009. Survivin: a new target for anti-cancer therapy. Cancer Treat. Rev. 35, 553–562. Shapira, A., Livney, Y.D., Broxterman, H.J., Assaraf, Y.G., 2011. Nanomedicine for targeted cancer therapy: towards the overcoming of drug resistance. Drug Resist. Updat. 14, 150–163.

GEN İZİ

Düzenleyen: Şefika Ahsen YÜKSEL

NOBEL ÖDÜLLERİ İz Bırakanlar

Nobel Fizik Ödülü 1915

Lawrence Bragg

25 yaşındayken 1915 yılında fizik dalında Nobel Bilim Ödülüne layık görülmüştür. Lawrence Bragg babasının bilim dünyasında olması onun bilim içerisinde büyümesine neden olmuştur. Babası William Henry Bragg üniversitede matematik ve fizik dersleri vermiştir. Hatta baba oğul beraber yaptıkları çalışmalarla Nobel Ödülünü birlikte aldılar. Babası laboratuvarda X-ışınlarını kullanmış ve Bragg yasasını ortaya koymuştur. Bu yasaya göre X-ışınının dalga boyu ve basit bir kristaldeki atom katmanları arasındaki uzaklıkla bu katmanlara çarpan bir X-ışını demetinin yansıma açıları arasındaki ilişkiyi ortaya koymuştur. Baba oğul daha sonra yansıyan ışınların enerjisini ölçerken kristallerin belirli açılara getirilmesini sağlayan bir cihaz geliştirmişlerdir. Bu cihaza X-ışını spektrofotometresi adını vermişlerdir. Lawrence Bragg, 1946’da, yine X-ışınları ile ilgili araştırmalarından dolayı Royal Society madalyasını almıştır. Bu cihaz günümüzde geliştirilse de hâlâ kullanılmaktadır [1]. GEN İZİ

Nobel Fizyoloji ya da Tıp Ödülü 1962

Francis Harry Compton Crick

James Dewey Watson

Maurice Hugh Frederick Wilkins

DNA’nın yapısını keşfederek 1962 yılında fizyoloji dalında Nobel Bilim Ödülünü almışlardır. James Watson, Francis Crick ve Maurice Wilkins nükleik asitlerin moleküler yapısı ve bu yapının kalıtsal bilgilerin aktarılması ile ilgili önemli çalışmalar yapmışlardır. DNA’yı X-ışınlarının yardımıyla görüntüleyen Maurice Wilkins, Watson ve Crick’in çalışmalarına temel olmuştur. Watson ve Crick yaptığı çalışmalarla DNA’nın çift sarmallı yapıda olduğunu belirlemiştir. Bu çift sarmallı yapının şeker ve fosfat grupları içeren zincirlerden oluştuğunu, baz olarak adlandırılan dört kimyasal türlerin merdiven basamaklarını oluşturduğunu keşfetmişlerdir. Bu bazlar Adenin, Guanin, Sitozin ve Timinden oluşan sadece belirli kombinasyonlarla birbirine bağlanan yapılar olduğunu ortaya koymuşlardır. Adenin, Timin ile; Guanin, Sitozin ile birbirine bağlanır ve bu baz çiftlerinin düzenleniş biçimi, bir insanın özelliklerini belirlediğini keşfetmişlerdir [2].

Nobel Fizik Ödülü 2018

Yakın Tarihte Nobel Nobel Tıp Ödülü 2018

Arthur Ashkin

Gerard Mouru

Donna Strickland

2018 yılında fizik dalında Nobel Bilim Ödülünü almışlardır. Bu üç bilim insanı lazer fiziği üzerine olan çalışmaları ile gündem yaratmışlardır. Amerikan asıllı olan Arthur Ashkin, daha önceki çalışmalarında 1960’lı yıllarda lazerin tıp tedavisinde kullanılması adına önemli adımlar atmıştır. Yaptığı çalışmalarda hassas optik lazer sistemleri geliştirmiş ve sağlık sektöründeki güncel lazerli tedavilerin öncüsü olmuştur. Ayrıca atom, virüs gibi küçük cisimleri yakalayabilen optik cımbızın; göz amelyatlarında kullanılan lazer teknolojisi için ise Mouru ve Strickland ödüle layık görülmüştür [3].

Nobel Kimya Ödülü 2018

Frances Arnold George Smith

Gregory Winter

James P. Allison

Tasuku Honjo

2018 Nobel Tıp Ödülü, kanser alanındaki çalışmalarıyla tıp dünyasına yaptıkları katkılardan ötürü Japon Tasuku Honjo ile ABD’li James P. Allison arasında paylaştırılmıştır. Tasuku Honjo ve James P. Allison “negatif bağışıklık düzenlemesinin inhibisyonu ile kanser terapisi” isimli çalışmaları ile bu ödülü almışlardır. Bu iki bilim adamı bağışıklık sisteminin frenlenmesine yönelik stratejilerin kanser tedavisinde nasıl kullanılabileceğini göstermişlerdir [5].

2018 kimya dalında Nobel Bilim ödülünü, evrim biyolojisi çalışan Frances Arnold, George Smith ve Gregory Winter kazandı. Arlond doğal seleksyonu taklit etmiş ve belli görevler için spesifik enzimler geliştirerek bu alanda ilk adımları atan araştırmacıdır. George Smith ve Gregory Winter ise bağışıklık sistemindeki zararlı virüs ve bakterileri nötralize eden yeni antikorları evrimleştirmek için faj veya bakteriyofajları kullanmışlardır. Bu yönteme “faj göstergesi” adını vermişlerdir. George Smith ve Gregory Winter’in geliştirdiği yöntem ile otoimmün hastalıklarla savaşırken aynı zamanda metastatik kanseri de tedavi edebilen antikorları üretmek için de kullanılmaktadır. 2018 Nobel Kimya Ödülü’nün yarısını Frances Arnold’a verildiği, ödülün diğer yarısının ise George Smith ile Gregory Winter’in arasında paylaştırıldığı belirtilmiştir [4].

REFERANSLAR [1] Jenkin, J. (2001). A unique partnership: William and Lawrence Bragg and the 1915 Nobel Prize in physics. Minerva, 39(4), 373-392. [2] Watson, J. D., & Crick, F. (1953). A structure for deoxyribose nucleic acid. [3] Ashkin, A., Mourou, G., & Strickland, D. (2018). The 2018 Nobel Prize in Physics: A gripping and extremely exciting tale of light. CURRENT SCIENCE, 115(10), 1844. [4] Arnold, F. H., Smith, G. P., & Winter, G. P. (2018). Directed evolution–bringing the power of evolution to the laboratory: 2018 Nobel Prize in Chemistry. CURRENT SCIENCE, 115(9), 1627. [5] Gilman, N. V. (2019). Analysis for Science Librarians of the 2018 Nobel Prize in Physiology or Medicine: The Life and Work of James P. Allison and Tasuku Honjo. Science & Technology Libraries, 1-29. GEN İZİ

Düzenleyen: Şilan AKGÜL

KİTAP VİTRİNİ Gen Bencildir. Yazar: Richard Dawkıns Sayfa Sayısı : 352 Baskı Yılı : 2014 Dili : Türkçe “Gen Bencildir” ilk yayımlandığı 1976 yılında biyologlar ve halk arasında büyük bir heyecan dalgasına yol açmıştı. Genin gözünden hayata bakışı parlak bir şekilde ve sade bir yazımla sunuşu, doğal seçilimin doğasıyla ilgili düşünce dizileri ile birleşerek evrimi anlayışımızla ilgili geniş kapsamlı imalarda bulunmuştu. Zaman, kitaptaki fikirlerin önemini onayladı. Kuvvetli entelektüelliğe sahip olmasına rağmen teknik bir dille yazılmamış olan “Gen Bencildir” birçoklarınca bilim yazıtının başyapıtı olarak görülür ve kitaptaki öngörüler günümüzde bile ilk yayımlandığı gündeki kadar güncelliğini korur.

İnsan Ötesi Geleceğimiz

Yazar: Francis Fukuyama Çevirmen: Çiğdem Aksoy Fromm Sayfa Sayısı :336 Baskı Yılı :2003 Dili: Türkçe Yayınevi : ODTÜ - Eğitim Yayınları Yayımlandığı dönem büyük tartışmalar yaratan Tarihin Sonu ve Son İnsanın da yazarı olan Fukuyama bu sorulara yanıt aradığı son kitabında, genetik araştırmaların insanlığın tarihinde belki dilin ortaya çıkışıyla kıyaslanabilecek kadar büyük bir etki yaptığını belirtirken bu kadar devrimsel bir atılımın denetimsiz ilerlemesinin yaratacağı sakıncaları kendi bakış açısından ortaya koyuyor.

Incognito Beynin Gizli Hayatı

Yazar: David Eagleman Çevirmen: Zeynep Arık Tozar Sayfa Sayısı : 304 İlk Baskı Yılı : 2013 Dili : Türkçe Yayınevi: Domingo Yayınevi Siz daha tehlikeyi algılamadan, ayağınızı fren pedalının üstüne götüren kim? Neden sır saklamakta böylesine başarısız, nedenini bilmeden birini çekici bulmakta bu kadar başarılıyız? Eğer bilinçli zihin, yani sabah uyandığınızda sizinle birlikte uyanan ben, buzdağının yalnızca görünen kısmıysa, zihninizin geri kalanı tüm bir ömür neyle iştigal etmekte? Ünlü nörobilimci David Eagleman, 20 dilde yayımlanan ve neredeyse şimdiden klasikleşen kitabı Incognito ile beynimizin derinlerine dalarak, yaptığımız, düşündüğümüz ya da hissettiklerimizin çok büyük bir kısmının bizden başka bir biz tarafından yönetildiğini ürkütücü bir berraklıkla ortaya koyuyor.

GEN İZİ

BEYAZ PERDEDE BİLİM ALTERED STATES 1980 yılında ABD yapımı olan, Ken Russell’in yönetmenliğini üstlendiği, başrollerini William Hurt, Bob Balaban, Bair Brown, Drew Barrymore’ın üstlendiği film, iki dalda Oscar ödülüne aday olmuştur. Başrollerden biri olan Dr. Jessup bir bilim adamıdır ve bir amacı vardır. Bu amaç, beynin işleyişini değiştirebilmenin mümkün olup olmadığını denemektir ve bunun için çeşitli deneyler yaparak çeşitli deneyimler edinir. Fakat bu deneyimler Jessup’un geçeceği dört aşamanın sadece başlangıcıdır. Duyusal düzey, anımsama düzeyi, sembolik düzey, derin integral düzey biçiminde ilerleyen her aşamada, zihnin diğer boyutlarına daha derinden yaklaşmaktadır. Bu deneyler sonucunda tersine doğru evrim geçirdiğini fark eder. Bu bilim kurgu filmimiz uçuk diyebileceğimiz deneylerle Dr. Jessup’un deneylerini ve edindiği deneyleri konu alan güzel bir film örneğidir.

GATTACA Andrew Niccol’ün yazıp yönetmenliğini yaptığı Gattaca filminin kadrosunda, başrolleri Ethan Hawke, Uma Thurman ve Jude Law paylaşıyor. Filmin ortaya koyduğu distopik gelecekte genetik mühendisliğinin gelişmesiyle ‘’kusursuz’’ insan yaratma dönemi başlamıştır. Genetik müdahale ile özel amaçlar ve mevkiler için yaratılan bu insanlar toplumsal yapının üst sınıfını oluşturuken, doğal yollarla dünyaya gelen bireyler ise toplumun yeni alt sınıfını oluşturmak zorunda kalmışlardır. Sonuç olarak Gattaca, gelecekte genetik biliminin yol açabileceği sıkıntılara ve bunun sonucunda doğabilecek toplumsal ayrışma ve adaletsizlikleri göz önüne seren çok çarpıcı bir film örneğidir.

Yönetmenliğini Michael Bay’ın yaptığı senaryosunu Alex Kurtzman ve Caspien Tradwell-Owen yazdığı ve başrollerini Scarlett Johansson, Ewan McGregor ve Djimon Hounsou’nun paylaştığı “The Island” filmi bilim-kurgu alanında size verebileceğimiz en iyi örnekler arasında olan aksiyon dolu bir filmdir. Klonların ütopik yaşantısını ele alan filmde, zengin ve varlıklı insanların yasal olarak kurulan bir tesiste klonlanmasını ve bu klonların bir amaca bağlanarak hayatta tutulmasını, daha sonra ise klonu yapılan kişinin hastalık veya doku nakli ihtiyacında, klonlarını kullanarak hayatta kalma hedefini anlatmaktadır.

Düzenleyen: Yücelen Yücel

THE ISLAND

GEN İZİ

GEN A KTÜEL KULÜ BÜ

GEN İZİ

Yücelen Yücel

Genaktüel Kulübü 2016 yılında kurulmuş olup; üniversitemizi, fakültemizi ve bölümümüzü temsil etmeyi amaçlayan, öğrenci arkadaşlarımızı teknik ve bireysel yönlerde geliştirmeyi kendine hedef edinmiş öğrenci topluluğudur. Erzurum Teknik Üniversitesi, Fen Fakültesi bünyesinde bulunan, önceki yıllarda gerçekleştirilen teknik gezi, konferans ve kongre faaliyetleri ile adını duyurmuş olan “Genaktüel Kulübü” moleküler biyoloji ve geneti alanında kültürel veya mesleki açıdan kendini geliştirmek isteyen her öğrenci arkadaşına kucak açmaktadır. Genaktüel Kulübünde bulunmak bana disiplinli ve organize çalışmayı, insanlarla sağlıklı iletişim kurmayı ayrıca akademik kariyerinde başarı sağlamış pek çok bilim insanı ile tanışma fırsatını tanımıştır. Dergimizin amacı ulusal ve luslararası alanda başarı sağlamış ve kendini kanıtlamış bilim insanlarının çalışmalarını sizlere sunmaktır.

İki senedir üyesi olduğum Genaktüel Kulübü sayesinde ulaşmak istediğim şeyler için çabalamaktan ve inanmaktan asla vazgeçmezsem gerçekten istenene en iyi şekilde ulaşabileceğimi deneyimledim. Genaktüel Kulübü hep birlikte hareket etmenin, birlikten doğabilecek kuvvetin ne kadar önemli olduğunu bana en iyi şekilde gösterdi. Yaptığımız işlerle birlikte alanında önemli bilim insanları ile irtibata geçmek bilgi dağılımında bir aracı olmak beni en çok tatmin eden iki şey oldu. Bizler Genaktüel Ailesi olarak elimizden geldiğince iyi şeyler yapabilmek için çabaladık umarım başarabilmişizdir.

Volkan Karabudak

Hatice Yazıcı

Genaktüel dinamizmin, enerjinin, arkadaşlığın, ailenin hepsinin bir çatı altında toplandığı bir öğrenci kulübünden daha fazlası… Öğrencilere öğrenciliğini hissettiren çalışmayı ve araştırmayı zevkli hale getiren bir kulüp. Yaptığımız çalışmalar ve aldığımız güzel geri dönüşlerden dolayı, iyi ki bu kulüpteyim diyorum. Seviliyorsun Genaktüel

GEN İZİ

Fatma Turhan

Genaktüel Kulübünün üyeleri olarak her zaman yenilikçi olmayı önde tutup, benzer oluşum ve etkinliklere yön veren bir topluluk olma yolunda durmadan çalıştık. Kulübümüz kendi alanımızda bilgi edinme, kişisel gelişim ve kariyer planlama açısından bizlere çok şey kazandırdı. “GEN İZİ” dergisinin yanı sıra, yakın tarihte yaptığımız doğudaki en büyük bilimsel kongre niteliği ile kulübümüze öncü çizgi kazandıran “Uluslararası Nobelyum Bilim Kongresi” verdiğimiz emeklerin güzel bir karşılığıdır. Birlik ve beraberliği, pes etmemeyi, takım çalışmasını öğrendiğim bu kulüp bana, hayatım boyunca unutamayacağım güzel şeyler kattı. İçinde olmaktan her zaman mutlu olduğum Genaktüel Ailesinin bir üyesi olarak yaptığımız çalışmalarımızda desteği, emeği olan herkese çok teşekkür ederim.

Genaktüel Kulübü her şeyden önce bana sosyalleşme imkanı ile birlikte yeni insanlarla tanışma fırsatı verdi. Yapılan faaliyetler ile birlikte kişisel gelişimim açısından önemli ilerlemeler kaydettiğimi düşünüyorum. Özellikle dergi çıkartma aşamasında adım adım ilerlerken oluşan tablo, kulüp üyesi olarak beni çok gururlandırdı. Emeği geçen herkese çok teşekkürler.

Sümeyye Tat

GEN İZİ

Hüseyin Aslan

Erzurum Teknik Üniversitesi’nde bulunan en aktif topluluklardan biri olan Genaktüel Kulübü kurulduğundan bu yana bilime meraklı öğrencilerin kişisel gelişimine katkı sağlayarak sosyal ve akademik etkinlikler düzenleyen ve bunun yanı sıra bilim alanında öncü olmuş isimleri öğrencilerle buluşturup deneyim ve yaşam tecrübelerinden faydalanmalarını ilke edinmiş ve her zaman farklı olmayı amaç olarak belirlemiş bir öğrenci kulübüdür. Bu amaç doğrultusunda 2018 yılı Nisan ayında doğuda ki ilk ve en büyük olan Uluslararası Nobelyum Bilim Kongresi’ni düzenlemiştir. Bu değerli kulübün bana en önemli katkılarından biri ise her daim zorluklara rağmen sabırlı olmayı, vazgeçmemeyi ve tecrübe edinmemi sağlamış olmasıdır. Birlik, beraberlik ve dostluğun karşılığı olan Genaktüel Kulübü’ne teşekkür ederim.

Şefika Ahsen Yüksel

Genaktüel Kulübü zamanla dostluğa dönüşen, zorlukları hep beraber çabalayarak göğüslediğimiz bir klüp. Bu klüp ile hem farklı şehirdeki arkadaşlarımızla, hem de hocalarımızla tanışma imkanı bulabildik. Hep beraber yapmış olduğumuz çalışmalarla birlikte beraberliği, azmi ve sonunda getirdiği başarıları da tatmış olduk. Genaktüel sadece bir klüp değil, farkında olduğumuz ya da olmadığımız çok fazla şey kazandırdı. İyi ki varsın Genaktüel.

Kulüp olarak “GEN İZİ” dergisini çıkarma nedenimiz ulaştığımız bilgileri paylaşarak büyütmeyi amaçladığımız güzel bir çalışmaya imza atmaktı. Bunun yanı sıra önemli bilim insanlarından yardım alarak merak ettiğimiz soruların cevabı olabilecek yazılar yayınlamaya karar verdik. Bu şekilde dergimizde sizler de merak ettiklerinize ulaşabilin istedik. Genaktüel Kulübü 2016 yılından beri faaliyet gösteren, kongre ve gezi gibi farklı faaliyetlerde de bulunmuş bir öğrenci kulübüdür. Bu kulübün bir üyesi olmak, bana önemli sorumluluklar üstlenerek bunların altından kalkabilmeyi, daha sosyal ve atılgan bir birey olabilmeyi sağladı. Ben inanıyorum ki bu kulübün üyeleri ileride daha güzel işleri başarabilecektir.

Şilan Akgül

Sıtkı Burak Dane

Genaktüel Kulübü kadrosunda yer almak bana, daha fazla araştırmak, takım çalışmalarını öğrenmek ve organizasyon süreçlerini yürütmek konusunda deneyim kazandırdı. Bu kulübün en büyük avantajlarından biri de, hiç kuşkusuz sağlamış olduğu yeni arkadaşlıklar ve kişisel gelişim becerileridir. Bir öğrenci olarak okula gidebilir, arkadaşlarınızla eğlenebilir, etkinliklere katılabilirsiniz fakat bir öğrenci kulübünde olmak size bunlardan daha fazlasını kazandırır. Mesleğinize dair yapılan kulüp faaliyetleri sayesinde ileriki çalışma alanınızda ne yapmak istediğinizi daha net bir şekilde gözlemleyebilme fırsatına sahip olursunuz. Ben bu kulüp ile yapmak istediklerimin farkına vardım. Bana kazandırdığın her şey için teşekkürler Genaktüel.

GEN İZİ

Düzenleyen: Volkan KARABUDAK

8 5

9 10 4 1 7

GEN İZİ

1-Kromozomun belli bir bölgesinde yerleşim gösteren ve varlıkları allelik çeşitlilikle kanıtlanabilen temel fiziksel kalıtım birimi. 2-Genetik bilimini ilk ortaya atan kişi. 3- Haploid gamet çekirdeklerinin kaynaşması ile oluşan diploid hücre. 4-Özgül biyokimyasal reaksiyonları katalizleyen bir protein ya da protein kompleksi. 5-Bir populasyonda iki ya da daha fazla sayıda birbirinden ayrılmış ya da farklı fenotiplerin varlığı. 6-Bakteri hücrelerinde bakteri genomundan bağımsız olarak replike olabilen ya da kromozoma katılan ve kromozomun bir parçası olarak replike olabilen, halkasal genetik eleman. 7-Bir genin, olası mutasyonel durumlarından bir tanesi. 8-Canlının yaşama ve üreme şansını arttıran, çevreye uyumunu sağlayan ve kalıtsal olan özellikleri. 9-Biyolojik organizmaları veya ürünleri kullanan, ticari veya endüstriyel işlemler. 10-İnsanlarda kan pıhtılaşma mekanizmasındaki bozukluk olarak ortaya çıkan, X’e bağlı kalıtımsal hastalık.

Düzenleyen: Volkan KARABUDAK

S İ T D İ H İ B R İ T K R O S

H N A M E T T İ L L U S E S O 1- 2- 3- 4- 5- 6- 7- 8- 9- 10-

E V L O B E R A R O T İ S İ P

İ E L N A G A İ Ğ İ P L İ Ğ İ

F R E O C E N P O P F I T A İ

E S L H İ N S L V İ R O İ D N

R İ Y İ L O G İ İ E W E P G S

T Y A B L T E K R R F F A E E

İ O P R U İ N H A T E O R N R

L N I İ S P İ A N E N R K O S

A T I F R A K L U K O T A F İ

H A P L O İ D K P O T A T O Y

R C E A Z A R F T A İ K Y R O

T İ K A T İ P A İ T P I A Z N

A K A R Y O T İ P A O F A N İ

Çubuk biçimli bakteriler. İki karakter içeren genetik çaprazlama. Bir organizmanın, genetiksel olarak kontrol edilen, gözlenebilir özellikleri. Prokaryotun genetik materyali. Eşsiz kromozomlardan oluşan, tek bir sete sahip olan hücre ya da birey. Hücre bölünmesi sırasında oluşan sitoplazmik fibril. Kromozom üzerindeki bir parçanın, ters yönde yerleşmesi ile sonuçlanan kromozomal bozukluk. Bir bireyin ya da bir hücrenin sahip olduğu kromozomların tamamı. Protein kılıfı olmayan halkasal yapısındaki subviral parçacık. Eşey hücresine dışarıdan aktarılan bir DNA parçası nedeni ile genomu değişikliğe uğramış organizma.

GEN İZİ

Paylaşarak mutluluğu çoğaltabilmek adına sizlerin de yardımıyla LÖSEV ’e bağışta bulunarak, amacımız doğrultusunda bir çocuğun gülüşü ile iz bırakmak istedik. Bizler için geleceğimizin ışıltısı olan çocukların gülümsemesinden daha değerli bir armağan yoktur. bağış adresi : https://www.losev.org.

tr/bagis/bagisozelgun.html

kampanya seçeneği : Genaktüel Kulübü

GEN İZİ

0549 760 10 10 Tüm soru, görüş ve önerileriniz için bize ulaşabileceğiniz WhatsApp hattımız

GEN İZİ