Bilim çevrelerinde yaşamın tanımı üzerine süregelen tartışmalar, tamamen yapay bir hücrenin geliştirilmesiyle yepyeni bir boyuta taşındı. Minnesota Üniversitesi bünyesinde çalışan bilim insanları, doğal bir hücreyi parçalayıp küçültmek yerine, canlı olmayan kimyasal bileşenleri sıfırdan bir araya getirerek "SpudCell" adını verdikleri mikroskobik yapıları inşa etti.
Böylece biyoloji tarihinde ilk kez, tepeden tırnağa laboratuvarda can cansız moleküllerden birleştirilen bir yapay hücrenin büyüme, beslenme, DNA kopyalama ve bölünme döngüsünü içeren tam bir yaşam döngüsünü tamamlaması sağlandı.
Yaşam Mekanizması Tamamen Yapay Kimyasallarla Kuruldu
Profesör Kate Adamala liderliğindeki ekip tarafından geliştirilen SpudCell, patatese benzer şeklinden dolayı bu ismi aldı. Standart bir bakteriden çok daha küçük olan bu yapılar, biyoloji dünyasının ezberlerini bozan teknik detaylara sahip:
-
Sıfırdan İnşa (Bottom-Up): Mevcut canlı hücrelerin genetiğini ayıklayarak yapılan eski "yukarıdan aşağıya" çalışmaların aksine, SpudCell cansız proteinler, virüs ve E. coli genleri ile kimyasalların bir kapta karıştırılmasıyla moleküler düzeyde sıfırdan oluşturuldu.
-
Minimum Genom Sınırı Aşıldı: Biyologlar daha önce yaşayan bir hücrenin işlevini sürdürebilmesi için en az 113 bin baz çiftine (kbp) ihtiyaç duyduğunu öngörüyordu. SpudCell ise sadece 90 bin baz çiftinden oluşan, 7 farklı plazmite bölünmüş son derece küçük bir genomla bu sınırın altına inmeyi başardı.
-
Beslenme ve Protein Sentezi: Hücreler, yağlı bir zar (lipozom) tabakasıyla çevrili. Çevresindeki sıvı medyumdan besin (ATP gibi) emerek büyüyen bu yapay hücreler, PURE adı verilen biyokimyasal set ve protein sentez sistemi sayesinde genetik talimatları okuyup işleyebiliyor.
Beş Nesil Boyunca Evrim ve Rekabet Yeteneği
Laboratuvar ortamında gerçekleştirilen deneyler, sentetik hücrelerin sadece mekanik olarak taklit yapmadığını, canlıların en temel özelliklerinden biri olan doğal seçilim süreçlerini de sergilediğini kanıtladı.
Araştırmacılar, SpudCell'in beslenme proteinini kontrol eden geninde kasıtlı bir mutasyon (değişiklik) meydana getirdi. Geliştirilen bu mutant varyasyon, çevredeki besleyici lipozomlara çok daha güçlü bağlanarak orijinal hücrelere kıyasla daha hızlı büyüdü. Sonuç olarak mutant hücreler, beş nesil süren bir rekabetin ardından orijinal hücreleri geride bırakarak popülasyonda baskın hale gelmeyi başardı.
Henüz Tam Anlamıyla "Canlı" Sayılmıyor
Elde edilen bu tarihi başarıya rağmen bilim dünyası, SpudCell'i tam anlamıyla bir "canlı organizma" kategorisine koymakta temkinli davranıyor. Bunun arkasında projenin önünde duran kritik teknik engeller yer alıyor:
-
Ribozom Üretemiyor: Hücre, proteinleri sentezleyen en kritik moleküler fabrika olan ribozomları kendi başına üretemiyor. Dışarıdan hazır olarak enjekte edilen bu ribozomlar zamanla deforme olduğu için SpudCell soyları en fazla 5 ila 10 nesil yaşayabiliyor ve ardından fonksiyonlarını yitiriyor.
-
Genom Kaybı: Bölünme döngüleri sırasında küçük ve parçalı olan genetik materyal, sonraki nesillere her zaman kusursuz ve bütün halinde aktarılamıyor.
Stanford Üniversitesi'nden Drew Endy ve çalışmanın lideri Kate Adamala, bu yapay hücre altyapısını küresel bir toplulukla geliştirmek adına Biotic adında kar amacı gütmeyen açık kaynaklı bir organizasyon kurdu. Projenin nihai hedefi, SpudCell'i kendi ribozomunu üretebilen bağımsız bir yapıya kavuşturarak, gelecekte kanser tedavisinden karbon yakalama teknolojilerine, ilaç üretiminden yeni nesil biyomateryallere kadar birçok alanda verimli birer mikroskobik fabrika olarak kullanabilmek.
Siz Ne Düşünüyorsunuz?
Cansız kimyasalların bir araya getirilmesiyle beslenen, büyüyen ve kendi DNA'sını kopyalayan yapay bir hücre üretilmesi hakkında ne düşünüyorsunuz? Sizce moleküllerin bu şekilde yaşam taklidi yapabilmesi, insanlığın gelecekte sıfırdan canlı tasarlayabileceği bir bio-ekonomi çağının gerçekten başlangıcı olabilir mi? Yorumlarda buluşalım!
Henüz kimse yorum yapmamış. İlk tartışmayı sen başlat.