Evrim Ağacı
Reklamı Kapat

E. coli Bakterileri, Karbondioksit Yiyebilecek Şekilde Yeniden Tasarlandı!

E. coli Bakterileri, Karbondioksit Yiyebilecek Şekilde Yeniden Tasarlandı!
E. Coli bakterisi suşu
Nature
Tavsiye Makale
Reklamı Kapat

E. C

Bu yazı, Nature isimli kaynaktan birebir çevrilmiştir. Çevirmen tarafından, metin içerisinde (varsa) açıkça belirtilen kısımlar haricinde, herhangi bir ekleme, çıkarma veya değişiklik yapılmamıştır. Bu içerik, diğer tüm içeriklerimiz gibi, İçerik Kullanım İzinleri'ne tabidir.

Bu haber 5 ay öncesine aittir. Haber güncelliğini yitirmiş olabilir; ancak arşivsel değeri ve bilimsel gelişme/ilerleme anlamındaki önemi dolayısıyla yayında tutulmaktadır. Ayrıca konuyla ilgili gelişmeler yaşandıkça bu içerik de güncellenebilir.

Araştırmacılar, şekerler ve diğer organik moleküller yerine, karbondioksit (CO2) tüketerek büyüyen bir Escherichia Coli (E. coli) bakterisi suşu (İng: "strain") yarattılar. Bu başarı, biyolojinin en yaygın kullanılan model organizmasının iç yapısını büyük ölçüde değiştirdiği için, biyoyakıt ya da gıda üretebilen E. coli’lere kavuşmamızda büyük bir adım. Bu E. coli’lerden üretilecek olan ürünlerin günümüzdeki sanayi ürünlerinin oluşumundan daha az gaz salınımına (İng: "emission") sebep olmasıyla birlikte, karbondioksidi atmosferden tamamen yok etmesi çok olası. Max Planck Karasal Mikrobiyoloji Enstitüsünde çalışan, Tobias Erb isimli bir biyokimyacı ve sentetik biyoloğu, bu çalışmalara dahil olmayan biri olarak, bunu “metabolik bir kalp nakli gibi” olarak tanımlıyor.

Bitkiler ve fotosentetik siyanobakteriler (oksijen üreten sucul mikroplar) ışıklardan aldıkları enerjiyi DNA, yağlar ve proteinler gibi yaşam için gerekli olan karbon bazlı yapı taşlarına iliştirmekte kullanıyorlar. Fakat bunlar gibi organizmaların genetik modifikasyonunu gerçekleştirmek çok zor olduğundan, “biyolojik fabrika” üretiminin yavaşlamasına sebep oldular. Bu iki canlıya kıyasla, E. coli’lerin modifikasyonunu gerçekleştirmek çok daha kolay ve organizma hızlı büyüdüğünden, yapılan değişiklikler çok hızlı bir şekilde test edilip optimizasyon için gerekli değişikliklerin yapılmasına olanak sağlıyor. Fakat bu bakteri glukoz gibi şeker molekülleri tüketmeyi tercih ediyor ve karbondioksidi tüketmektense, atık olarak atmosfere salıyor.

İsrail’deki Weizmann Bilim Enstitüsünde çalışan bir sistemler biyoloğu olan Ron Milo ve ekibi son 10 yılı E. coli bakterilerinin beslenme şekillerini elden geçirmeye harcadı. 2016 yılında, karbondioksit tüketimi gerçekleştiren bir suş üretmekte başarılı oldular. Tek sıkıntı, normal E. coli bakterilerinin karbon ihtiyacını karşılayamamalarıydı; bu eksiği ise, piruvat isimli bir organik bileşik kullanarak telafi etmek zorunda kaldılar.

Gaz Diyeti

Son çalışmalarında, Milo ve ekibi, genetik mühendislik ve laboratuvarda yapılan evrimi kullanarak bütün karbon ihtiyacını karbondioksitten karşılayabilen bir E. coli bakteri suşu ürettiler. İlk olarak, bakteriye fotosentetik organizmaların karbondioksidi organik karbona dönüştürmelerini sağlayan enzimlerin kodunu taşıyan genler eklediler. Bitkiler ve siyanobakteriler fotosentezi ışık aracılığıyla gerçekleştirebiliyorlar fakat E. coli’nin bunu yapmasını sağlayacak klorofili ya da kloroplast organeli yok. Bunu göze alarak, Milo’nun ekibi, “format” isimli bir organik molekülden enerji üretmesini sağlayacak bir gen eklediler.

Yapılan bu eklemelere rağmen bakteri, karbondioksidi ana besin kaynağı olarak kabul etmeyi reddetti. Bu sebeple, araştırmacılar ellerindeki suşa ince ayarlar yapıp daha farklı jenerasyonlar elde etmek adına, çok az miktarlarda şeker ve karbondioksit verdiler. Verdikleri miktar, dünyanın atmosferinde bulunanın 250 katına tekabül ediyordu. Bakterilerin onları soktukları bu koşullar altında yeni beslenme şekline adapte olmalarını umut ettiler ve yaklaşık 200 gün sonra, karbondioksidi tek besin kaynakları olarak kullanıp yaşayabilen suşlar ortaya çıktı. 300 gün sonra ise bu yeni, karbondiokside adapte olmuş bakteriler bir önceki jenerasyondan daha hızlı büyür oldu.

Elde ettikleri karbondioksit tüketen (ototrof) E. coli suşları şeker tüketerek de büyüyebiliyorlar; ancak hâlâ şekeri karbondiokside tercih etme eğilimindeler. Normal bir E. coli ortalama her 20 dakikada bir eşeysiz üreme gerçekleştirebiliyor. Fakat bu elde ettikleri ototrof E. coli %10 CO2 içeren bir atmosferde ancak her 18 saatte bir eşeysiz üreme gerçekleştirebiliyordu. Günümüz atmosferinde, konsantrasyonu %0.041 olan karbondioksitle geçinemiyorlar ve şekere muhtaçlar.

Milo ve ekibi, bakterilerinin üreme hızını artırıp daha düşük karbondioksit seviyelerinde verimli bir şekilde yaşayabilmelerini sağlamayı umut ediyorlar. Aynı zamanda, elde ettikleri E. coli’lerin karbondioksit tüketimine doğru giden evrimlerini anlamaya çalışıyorlar. 11 gendeki değişikliğin bu evrimi tetiklemeye yettiği görülüyor fakat tam olarak nasıl tetikledikleri hâlâ bilinmiyor. Michigan Eyalet Üniversitesi’nde ve Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’nda biyomühendis Cheryl Kerfeld şöyle diyor:

Bu çalışma, kaynak mühendisliği bakış açısı ve evrimin bir araya gelmesiyle tanık olunan doğal süreçlerdeki gelişmeyi göstermesiyle tam bir kilometre taşı.

E. coli, insülin ve büyüme hormonu gibi yararlı kimyasalların sentetik versiyonlarının yapılmasında kullanılmaya başlandı bile. Milo’nun dediğine göre, ekibinin yürüttüğü çalışma sayesinde, uzak da olsa, gelecekte E. Coli’nin üretim sektöründeki kullanımları genişleyebilir. Örneğin gelecekte, yenilenebilir yakıt, gıda ve başka bir sürü madde üretebilen E. Coli’lerle karşı karşıya olabiliriz.

Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Tebrikler! 4
  • Merak Uyandırıcı! 2
  • Bilim Budur! 1
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 1
  • İnanılmaz 1
  • Umut Verici! 1
  • Muhteşem! 0
  • Güldürdü 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 14/07/2020 22:24:47 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/8188

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Reklamı Kapat
Güncel
Grip
Fizik
Hamilelik
Büyük Patlama
Moleküler Biyoloji
Göz
Tür
Enfeksiyon
Samanyolu Galaksisi
Cinsellik Araştırmaları
Hafıza
Cinsiyet Araştırmaları
Canlılık Ve Cansızlık Arasındaki Farklar
Eczacılık
Sosyal
Astrobiyoloji
İnsanın Evrimi
Ses Kaydı
Bilim İnsanları
Çekirdek
Kimyasal Evrim
Kanser
Savunma
Galaksi
Oyun Teorisi
Daha Fazla İçerik Göster
Daha Fazla İçerik Göster
Reklamı Kapat
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, Evrim Ağacı'nda çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol
Türkiye'deki bilimseverlerin buluşma noktasına hoşgeldiniz!

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
“Prensip sahibi insanlar daima cesurdur; ancak bunun tersi her zaman geçerli değildir.”
Konfüçyus
Geri Bildirim Gönder