Sentetik Biyoloji Nedir? Kullanım Alanları Nelerdir?

Henüz bir zigotken hücrelerimiz büyüme, bölünme, sinyalizasyon ve farklılaşma gibi çeşitli fonksiyonları gerçekleştirmek için birbiriyle etkileşim içerisinde olan genlerin ve proteinlerin genetik devrelerini kullanır. Sentetik biyoloji, iyi karakterize edilmiş genlerin ve proteinlerin sentetik gen devrelerini tasarlama, inşa etme ve onların canlı hücrelerdeki davranışlarını analiz etmeye dayanan bir alandır. Kökeni biyomimetik olan sentetik biyoloji; mühendislik yaklaşımlarıyla oluşturulan gen devreleri, hücresel bilginin işlenmesi, hücresel davranışların mekânsal ve zamansal değişimini anlayabilmemizi ve modelleyebilmemizi sağlar.

Gen ve proteinlerin tanımlanmasını sağlayan “omiks çağı” olarak adlandırdığımız, genlerin ve proteinlerin “network” yapıları hakkında detaylı bir bakış açısı sağlayan sistem biyolojisi ile birleşerek, mühendislik ve diğer fen bilimleri prensiplerine dayalı disiplinler arası yeni bir bilim olan sentetik biyolojinin temellerini oluşturmuştur.

Sentetik biyolojinin nihai amaçları, doğada biyolojik tasarım prensiplerini, gen ve protein devrelerinin rasyonel inşası ile anlamaktır. Bu alan komplex moleküllerin hatta biyolojik sistemlerin nasıl olduğunu anlamamıza da fayda sağlamıştır. Bugün kullandığımız yeni nesil biyoteknolojik cihazlar molekülleri, yapıları net bir şekilde anlamamızdan sonra optimize edilmiştir. İlk inşa edilen sentetik gen ağı-genetik geçiş anahtarı ve represilatör, mühendisliğe dayanan metotların kullanımı ile sofistike, gelişmiş ve sayısal işlem davranışlarının biyolojik sistemlere entegre edilebildiğini göstermiştir.

Sentetik Biyoloji Kullanım Alanları Nelerdir?

Sentetik biyolojinin kullanıldığı çok fazla alan vardır. Örneğin; daha iyi özelliklere sahip daha dayanıklı ve verimli ürünler elde etmek hatta farklı türde meyve sebze elde etmek için sentetik biyoloji kullanılabilir. Bakteri ve mantarlara insan proteinleri ürettirmek hatta doku mühendisliği ile organ üretimi bile bu alanın konusu olabilir.

• Antibiyotik ve Hücre-Hücre İletişim Sistemini (Quorum Sensing) kullanarak transkripsiyonel biyosensörlerin üretilmesi.
• Sentetik biyoloji sayesinde tasarlanan hücrelerle sürdürülebilir enerji, biyolojik yenilenme, moleküler ilaçlar ve yeni nesil malzemelerin üretimi.
• Rekombinant olarak çeşitli hormonların ve ilaçların üretimi.

Sentetik biyoloji sayesinde ilerde DNA molekülünü tıpkı bir lego parçası gibi parçalarına ayırıp istediğimiz şekilde tekrar birleştirebileceğiz. Ortaya çıkan ürünler, malzemeler veya değişik organizmalar ne olur bilinmez ama bu alan günümüz biyoteknoloji dünyasının ilham aldığı eşsiz bir ayrıntı olma özelliğini korumaktadır.