Sentetik biyolojinin bağımsız bir disiplin olarak ortaya çıkışı, aşı geliştirme alanında yeni yollar açmıştır. Sentetik biyoloji biyolojik sistemlere mühendislik prensipleri uygulayarak yeni işlevler yaratmayı ve mevcut olanları iyileştirmeyi amaçlar. Bu yazımızda, sentetik biyolojinin aşı geliştirme alanındaki mevcut durumunu gözden geçirerek çeşitli teknikleri ve bunların bulaşıcı hastalıklar için aşı oluşturmadaki uygulamalarını tartışacağız.

Sentetik biyoloji, biyolojik sistemleri ve organizmaları yeniden tasarlamak ve inşa etmek amacıyla mühendislik ilkelerini biyoloji ile birleştiren disiplinler arası bir alandır. Bu alan, genetik materyallerin yeniden programlanması, biyolojik parçaların ve devrelerin tasarımı ve biyosistemlerin optimize edilmesi gibi çeşitli teknikleri içerir. Sentetik biyolojinin temel amacı, biyolojik sistemlerin işleyişini daha iyi anlamak ve bu bilgiyi tıbbi, çevresel ve endüstriyel uygulamalarda kullanmaktır.

“Abiyogenez” üzerine yazmaya karar veren kişi oldukça zor bir işe kalkıştığını bilir. Çünkü, cansız maddelerden canlının oluşum sürecini tanımlayan kavram, bilimin en önemli ama aynı zamanda en karmaşık araştırma alanı olan “Yaşamın (canlılığın) Kökeni” konusunun merkezinde yer alır. Bundan dolayı, sözlü olsun yazılı olsun bütün kültür tarihi boyunca insanlık, bu sorunla ilgili sayısız çeşitlilikte bilgi ve düşünce ortaya koymuştur ve bu uğraş günümüzde de devam etmektedir.

Deneysel bilimin güçsüz olduğu antik dönemlerde, “Nereden geliyoruz?” sorusuna yanıt bulma ihtiyacını, kadim inançlar ve folklorik efsaneler karşılamıştı. Daha sonra tek tanrılı göksel dinlerin dogmaları ve felsefe devreye girdi. Binlerce yıllık bu entelektüel çabanın ortaya koyduğu devasa külliyat, insan bilincini derinden etkiledi ve bu etkinin hâlâ sürdüğü herkesin bildiği bir gerçek. Başka bir anlatımla, ele alınan konu, efsanelerin, mitolojinin, dogmaların, safsataların, önyargıların gerçek sanıldığı ve çağdaş bilimin henüz yeni araştırdığı bir alanda kalem oynatmaktır. Fakat öte yandan, bilimin açıklayamadığını hiçbir şeyin açıklayamayacağı gerçeği bizlere, yaşamın yani canlının kökeniyle ilgili bilimsel bulguları toplumla paylaşma yükümlülüğü veriyor.

Macaristan'daki Tiszafüred-Majoroshalom'da bulunan Tunç Çağı mezarlığı, Orta Avrupa tarihinin önemli bir dönemine ışık tutuyor. Scientific Reports dergisinde yayınlanan bir araştırma, yaklaşık MÖ 1500 yıllarında insanların hayatında köklü değişiklikler yaşandığını ortaya koyuyor.

Eötvös Loránd Üniversitesi Antropoloji Bölümü’nden Doç. Dr. Tamás Hajdu ve Bologna Üniversitesi’nden Dr. Claudio Cavazzuti liderliğindeki uluslararası bir araştırma ekibi MÖ 1500 civarında insanların yeme alışkanlıklarının ve yaşam tarzlarının değiştiğini, hatta sosyal sistemin bile yeniden düzenlendiğini ortaya çıkardı.

Bir önceki yazımızda, diğer yazı dizilerimizde daha genel kapsamda ele aldığımız seçilim olgusunun daha akademik detaylarına girmiştik ve farklı sayıdaki lokus sayısıyla ifade edilen özelliklere göre geliştirilen farklı modellerin varlığından söz etmiştik. Ancak daha önemlisi, mutasyonların evrimin ana mekanizması olamayacağı gerçeğini matematiksel olarak ispatladıktan sonra, mutasyonların yarattığı varyasyonlar üzerine etki eden seçilimin ne kadar önemli bir evrimsel kuvvet olduğunu sözel olarak açıklamış, örnekler vermiştik. Şimdi ise bu konunun matematiğine girerek, mutasyonlara kıyasla seçilimin ne kadar hızlı bir şekilde evrimi tetikleyebileceğini göstereceğiz. Böylece matematik alet çantamıza yeni formüller ekleyerek, Hardy-Weinberg Dengesi'nin ikinci kuralı olan "Dengenin var olması için seçilim olmayacak." ilkesini bozsak bile popülasyonların evrimsel analizi nasıl yapabileceğimizi göreceğiz.

Öncelikle, herkesin genel hatlarıyla bildiği seçilim olgusunu sayısal bir düzleme oturtalım: Yine tek lokuslu (2 alelli) bir model kullanacağız, en basitini yani. Alellerimizin adı B1 ve B2 olsun bu defa. Tıpkı A ve a gibi; ancak farklı harflere ve isimlendirmelere de alışın diye böyle yapmayı uygun görüyoruz. Hemen bir başlangıç frekansı tanımlayalım:

40 yaşındaki Tess adlı Asya fili, tarihte bir ilki gerçekleştirerek, bebek Asya filleri için ölümcül olan bir hastalığa karşı geliştirilen mRNA aşısını alan ilk fil oldu. Fillerin damar iç yüzey hücrelerine yerleşen herpesvirüs (EEHV), Kuzey Amerika ve Avrupa'da koruma altındaki Asya fili yavrularının bir numaralı katili olarak biliniyor ve doğal popülasyonlar için de büyük bir tehdit oluşturuyor. Bu virüs ayrıca, Amerika Birleşik Devletleri'nde birkaç Afrika filinin ölümüne de neden olmuş.

EEHV'nin bu denli ölümcül olmasının nedeni kan damarlarının zarar görmesine, kanamalara ve organ yetmezliğine yol açan hemorajik hastalığa sebep olabilmesidir. Bu durumu önlemek için geliştirilen EEHV mRNA aşısı, filleri virüsün konak hücrelerine girmesini sağlayan viral proteinlere maruz bırakarak bu proteinlere karşı bağışıklık tepkisi geliştirmelerini sağlar. Böylece filler, bu proteinler tekrar karşılarına çıktığında virüsü güç kazanmadan yok edebilirler.

Picard ilkesi, "Hiç hata yapmadan da kaybetmek mümkün. Bu bir zayıflık değil, hayat bu." alıntısıyla ifade edilen düşünce biçimidir. Bu ilke, elinizdeki en iyi yolu seçseniz bile yine de olumsuz bir sonuçla karşılaşabileceğinizi, örneğin hedeflerinize ulaşamamanızın mümkün olabileceğini belirtir. Hayatın birçok alanında yer alan Picard ilkesini anlayabilmek oldukça önemlidir.

Picard ilkesinin örneklerinden bir tanesi, herhangi bir okul veya iş görüşmesine oldukça güçlü bir CV ile başvurmuş olmanıza rağmen mülakatı yapan kişinin aklında çoktan başka bir aday yer edindiğinden dolayı reddedilmiş olmanızdır.