Bir grup bilim insanı, ilk kez tamamen cansız kimyasal bileşenlerden sıfırdan oluşturdukları ve doğal bir hücre gibi beslenebilen, büyüyebilen ve çoğalabilen sentetik bir hücre geliştirdiklerini duyurdu.
Bilim insanları, ilk kez tamamen cansız kimyasal bileşenlerden sıfırdan oluşturdukları ve doğal bir hücre gibi beslenebilen, büyüyebilen ve çoğalabilen sentetik bir hücre geliştirdiklerini açıkladı. Araştırmacılara göre bu gelişme, gelecekte istenilen özelliklere göre tasarlanmış, "yaşayan makine" gibi çalışan organizmaların önünü açabilir.
REKLAM
REKLAM
Araştırmaya liderlik eden, Kate Adamala ve ekibi, 'SpudCell' adını verdikleri hücreyi tek tek kimyasal bileşenleri bir araya getirerek oluşturdu. Henüz oldukça ilkel ve kırılgan bir prototip olan sentetik hücrenin, yaşamın kökenini anlamaya yardımcı olmasının yanı sıra karbon yakalama, yeni ilaç geliştirme ve biyolojik üretim gibi alanlarda kullanılabilecek gelecekteki teknolojilerin temelini oluşturabileceği belirtiliyor.
Adamala, CNN International'a yaptığı açıklamada, "Hücrenin tüm içerik listesini biliyorum. Hangi kimyasalın, hangi molekülün hangi yoğunlukta bulunduğunu tam olarak biliyoruz. Bu tamamen tanımlanmış bir sistem ve bu sayede onu mühendislik yöntemleriyle tasarlayabiliyoruz," dedi.
Doğal hücreleri değiştirmekten, sıfırdan hücre üretmeye
Bilim insanları uzun yıllardır doğal hücreleri genetik açıdan değiştirerek insanlık yararına kullanıyor. Bunun en bilinen örneklerinden biri, insan insülin geninin Escherichia coli bakterisine aktarılmasıyla diyabet tedavisinde kullanılan insülinin üretilmesi.
Araştırmacılar sentetik hücrelerin bu çalışmaların bir sonraki aşaması olduğunu düşünüyor. Bu yaklaşımın gelecekte yeni kanser tedavilerinin geliştirilmesine, atmosferden karbon yakalanmasına ya da kimyasalların biyolojik yollarla üretilmesine katkı sağlayabileceği öngörülüyor.
'Laboratuvarda yaşam yaratılmadı'
Öte yandan bu başarı, bazı dini ve etik konuları da gündeme getiriyor.
Çalışmaya dahil olmayan ve gazeteye bulguları yorumlayan bilim insanı Yuval Elani, geliştirilen hücrenin "laboratuvarda yaşam yaratılması" anlamına gelmediğini, ancak bu hedefe giden yolda önemli bir kilometre taşı olduğunu söyledi.
Elani'ye göre sıfırdan hücre inşa etmek, araştırmacıları doğal biyolojinin milyonlarca yıllık evrimsel sınırlamalarından kurtarıyor.
"Böylece canlı hücrelerin kolayca yapamadığı ya da hiç yapamadığı görevleri yerine getirebilecek sistemler tasarlamak mümkün hale geliyor," diyen Elani, çalışmanın kimyanın yaşam benzeri özellikler sergileyip sergileyemeyeceğini sorgulayan uzun soluklu araştırmalarda önemli bir ilerleme olduğunu ifade etti.
Araştırmacılar ayrıca sentetik biyolojinin, mevcut biyolojik hücrelerin yeniden programlandığı kök hücre araştırmalarından tamamen farklı bir alan olduğunun altını çiziyor.
'Oldukça güçsüz bir organizma'
Adamala, geliştirdikleri hücreye "SpudCell" adını verdi. İsmin hem kendi soyadını taşımaması için esprili bir tercih olduğunu hem de uzay çağını başlatan Sputnik 1 uydusuna gönderme yaptığını söylüyor.
Araştırmanın ayrıntıları çarşamba günü kamuoyuyla paylaşılıdı ama çalışma henüz hakem değerlendirmesinden geçmiş bilimsel bir dergide yayımlanmadı. Adamala, makalenin bu hafta yayımlanmak üzere gönderileceğini açıkladı. Çalışmanın başarısı hakem onayından -araştırmada yer almamış bağımsız araştırmacıların incelemesi- geçince kesinleşecek.
Adamala ayrıca sentetik hücre teknolojisini diğer araştırmacılara açmayı hedefleyen Biotic adlı kamu yararına çalışan bir kuruluş da kurdu.
SpudCell yaklaşık 150 ila 200 molekülden oluşuyor. Beslenebiliyor, büyüyebiliyor ve yaklaşık beş nesil boyunca çoğalabiliyor. Buna karşın doğal hücrelerde milyonlarca, hatta milyarlarca molekül var.
Adamala, hücreyi "Şu anda yalnızca beslenen ve ara sıra yavru hücre oluşturan son derece güçsüz bir organizma," diye tanımlıyor.
Her neslin oluşması için dışarıdan beslenmesi gerekiyor ve yaklaşık 30 santigrat derecede bir bölünme yaklaşık 12 saat sürüyor. Karşılaştırma yapmak gerekirse, E. coli bakterisi yaklaşık 30 dakikada bir bölünüyor.
Doğal hücrelerden farklı çalışıyor
SpudCell'in genomu yalnızca 90 bin baz çiftinden oluşuyor. Bu sayı, yaklaşık 4,6 milyon baz çiftine sahip E. coli genomundan çok daha küçük.
Sentetik hücre çoğalabiliyor ancak bunu doğal hücrelerden farklı bir mekanizmayla gerçekleştiriyor. Doğal hücreler bölünme sırasında hücre iskeletini kullanırken, SpudCell hücre zarında biriken proteinlerin oluşturduğu fiziksel baskıyla ikiye ayrılıyor.
Ayrıca protein üretiminde kritik rol oynayan ribozomları da kendi başına üretemiyor. Bunun yerine dışarıdan beslenme yoluyla sağlanan E. coli ribozomlarını kullanıyor.
Adamala, "Bu yalnızca başlangıç. Elimizde üzerine yeni özellikler inşa edebileceğimiz bir şasi var ve bu oldukça önemli," dedi.
Son yılların en büyük ilerlemelerinden biri olabilir
Araştırmaya katılmayan birçok bilim insanı çalışmayı heyecan verici bir gelişme olarak değerlendiriyor.
Bazı araştırmacılar bu organizmanın "bir kimyasal yığını ile doğada evrimleşmiş gerçek bir hücre arasında yer aldığını" söylüyor.
Kimisi ise sentetik biyoloji alanında son yılların en büyük atılımı diye değerlendiriyor.
Öte yandan, çalışma hakem değerlendirmesinden geçmeden sonuçların kesin olarak değerlendirilemeyeceği de vurgulanıyor.
Bu gerçekten 'yaşam' mı?
Araştırmacılar, SpudCell'in seçilim baskısına tepki verebildiğini de gösterdi. Büyümeyi hızlandıran bir genetik değişiklik eklendiğinde, bu özelliği taşıyan hücreler daha hızlı çoğaldı.
Ancak bu değişiklik doğal mutasyonlarla değil araştırmacılar tarafından sisteme eklendiği için SpudCell'in evrim geçirdiği söylenemez.
Biotic'in kurucularından ancak araştırmada yer almayan Drew Endy ise SpudCell'in henüz "yaşam" olarak tanımlanamayacağını belirtti.
CNN'e konuşan Endy, "Yaşamı hâlâ tam olarak anlamıyoruz. Kate bir hücre inşa etti ama yaşam yaratmadı," dedi.
Güvenlik riski oluşturuyor mu?
Araştırmacılara göre SpudCell mevcut haliyle biyogüvenlik açısından bir tehdit oluşturmuyor. Hücrenin çoğalabilmesi için ribozomlar da dahil olmak üzere tüm gerekli bileşenlerin dışarıdan verilmesi gerekiyor. Bu nedenle laboratuvar ortamı dışında kendi başına çoğalma yeteneği yok.
Ancak Endy, gelecekte daha gelişmiş sentetik hücrelerin üretilmesiyle birlikte güvenlik ve biyogüvenlik tartışmalarının da önem kazanacağını kabul ediyor.
Bilim dünyasında son dönemde tartışılan bir diğer konu ise doğal biyolojinin ayna görüntüsü olacak şekilde tasarlanabilecek "ayna bakteriler". Araştırmacılar, böyle sentetik organizmaların insanlar, hayvanlar ve bitkiler açısından yeni biyolojik riskler doğurabileceği konusunda daha önce uyarılarda bulunmuştu.
Açık kaynak hedefi
Biotic aracılığıyla SpudCell teknolojisinin, tıpkı Linux gibi açık kaynaklı ve küresel ölçekte ortak kullanılan bir platform haline getirilmesi hedefleniyor.
Akademik kurumlar ve kâr amacı gütmeyen kuruluşlar teknolojiyi ücretsiz kullanabilecek, ticari şirketlerden ise lisans ücreti alınacak.
Adamala, "Şu anda SpudCell faydalı bir ürün üretemiyor; yeterince verimli değil. Ancak dünyanın dört bir yanındaki araştırmacıları aynı platformda buluşturup bu teknolojinin işe yarar hale gelmesini çok daha hızlı sağlayabileceğimize inanıyorum," dedi.