Nano-Biyoteknoloji


Tüm Dünyada olduğu gibi Türkiye’de de temel amaç, hızla artan nüfusa sağlıklı yaşam koşulları hazırlamaktır. Modern bilim bunu sağlamak için biyolojik olaylara (yaşama) moleküler düzeyde bakmakta, özellikle çok hızlı ve çok sayıda parallel ve/veya ard arda devam eden biyolojik reaksiyonları anlamaya ve buradan alacağı bilgiler ile esas olarak yaşam kalitesini artıracak teknolojik gelişmeler sağlamaya çalışmaktadır. Yaşamla ilgili tüm bilgi DNA’dadır. Bu bilgi farklı şekillerde ürünlere (proteinlere başta olmak üzere çeşitli biyolojik moleküller) dönüştürülmekte ve bu çok sayıda (bilinen veya henüz tanımlanmamış) farklı ve özel fonksiyonları olan biyolojik moleküller de yaşamla ilgili birçok fonksiyonu yerine getirmektedir. DNA da zamanla gelebilecek değişiklikler (mutasyon), yanlış ürün (biyolojik molekül) üretimi nedeniyle biyolojik fonksiyonların bozulmasına ve dolayısıyla çeşitli ve çok önemli hastalıklara yol açabilir. Genetik değişikliklerin ve/veya oluşan biyolojik moleküllerin izlenmesi ile oluşan veya oluşacak hastalıkların izlenmesi, erken tanı ve hastalıkların başlangıçta müdahale ile etkin tedavisinde çok önemlidir. Şüphesiz bu analizlerin doğru/hızlı olarak yapılması birçok bilinmeyenin de çözümü demektir ki bu hastalıktan korunmayı hem de doğru tedaviyi sağlar. Biyolojik moleküllerin tanısında kullanılabilecek en duyarlı ve spesifik yaklaşım, tanıyıcı olarak bu moleküllerin eşleniklerinin (örneğin DNA tek sarmalının eşleniği oligonükleotid, proteinin karşıtı antibadi molekülü, vb.) kullanıldığı biyoafinite sistemlerinin (tanı kitleri, biyoçipler, biyosensörler, vb.) uygulanmasıdır.

Yalnızca fonksiyon bozukluklarının izlenmesi/tanısı şüphesiz yeterli değildir, hastalığın tedavisi gerekir. Bunun için çeşitli ilaçlar kullanılmaktadır. Yeni eğilim özellikle birçok biyolojik reaksiyonu durduran veya istenilen yönde gitmesini sağlayacak biyolojik moleküllerin (özellikle antibadiler ve diğer proteinler, antisense özellikte oligonükleotidler) ilaç olarak kullanımıdır. Bu moleküllerin teknolojik boyutta çok saf ve ekonomik olarak üretimleri gerekir. Genetik bozukluklara dayanan hastalıkların tedavisinde en doğru çözümlerden biri de eksik veya yanlış çalışan genetik bilginin düzeltilmesidir, bunun için özellikle son yıllarda uygulanmaya başlanan gen terapisinin geleceğin en önemli tedavi yöntemi olacağı düşünülmektedir. Genetik bilginin (DNA fragmanlarının) doğru olarak tanımı, saf olarak üretimi ve doğru olarak aktarılması gerekir.

Günümüzde modern biyoteknoloji yalnızca tıpta tanı ve tedavi için değil, tarım, hayvancılık, endüstriyel, gıda vb. birçok dalda genetik modifikasyonlar ile ürün türünü, verimliliğini artırmak ve eknomik üretim olanağı sağlamak yönünde kullanılmaktadır. Bunların doğru yapılması, risklerinin belirlenmesi ve ortadan kaldırılması içinde hem genetik değişimlerin hemde bunların ürünlerinin son derece hassas ve hızlı olarak tanınması ve miktarlarının
belirlenmesine gereksinim vardır. Gelecek teknolojik ürünler şüphesiz genetik modifiye mikroorganizma, hayvan ve bitki hücreleri, hatta hayvan ve bitkiler olacaktır. Günümüzde bunlar artık bir hayal değildir, gerçekleşmiştir. Geleceğin güçlü toplumları bu teknolojiyi üretenler olacaktır.

Biyolojik olayları kontrol eden biyolojik moleküllerin (başta proteinler olmak üzere) varlıklarının, fonksiyonlarının ve aralarındaki ilişkilerin tanımlanması gelişmiş moleküler analiz yöntemleri gerektirir. Bugün yeteri kadar hızlı, çok sayıda örneği aynı anda değerlendiren, çok düşük konsantrasyonlarda
ölçüm olanağı veren cihazlar yoktur. Biyoçip teknolojisi bu yönde geliştirilen en önemli teknoloji olarak gözükse de henüz istenilen ölçümleri tanımlanan hızda, kalitatif/kantitatif şekilde yapan ve ekonomik (yaygın kullanıma olanak verecek şekilde) çözmekten çok uzaktır. Gelecekte mutlaka moleküler düzeyde ölçüm yapan, nanoteknolojinin şimdilik çoğu bilinmeyen veya ürüne dönüştürülemeyen avantajlarını kullanan yeni yaklaşımlara gereksinim olacaktır. Bu çok farklı disiplinlerden (temel bilimlerden, biyolojik bilimler ve mühendisliğe kadar) çok sayıda araştırmacı/uzman kişinin bir araya gelmesi ile çözülebilecek bir sorundur. Bunun başarılabilmesi için önce insan kaynağına gereksinim vardır. Her disiplin şüphesiz kendi içinde gelişmeler kaydedecektir. Nanoteknoloji tüm disiplinleri kendi alanlarında moleküler düzeyde düşünmeye, tanımaya/anlamaya, tasarıma ve bunları ürüne dönüştürmeye yönlendirmektedir. Her disiplin kendi içinde bu yönde düşünen/davranan araştırmacı/uzman/ mühendis/ bilim adamlarının sayısını artırmalıdır. Nanoteknoloji ile ilgili projeler/burslar ve benzeri diğer destekler şüphesiz bu yönlenmede önemli rol oynayacaktır. Ancak bu yetersizdir. Nano-biyoteknoloji ile farklı disiplinlerde bulunanları biraraya getirecek arayüzeyler yaratılmalı ve bunların birlikte çalışması sağlanmalıdır. Alınacak önlemlerden biri biyomühendislik programlarının yaygınlaştılmasıdır. Bunun için özellikle yüksek lisans ve doktora düzeylerinde biyomühendislik eğitim programları oluşturulmalı; bu eğitim programlarına özellikle sanayi katılımı/desteği sağlanmalıdır. Dolayısıyla, özellikle küçük ve orta büyüklükte sanayi kuruluşlarının akademisyenler ile arayüzeyini oluşturacak programlar/yapılanmalar (teknokentler, üniversite/sanayi ortak araştırma merkezleri, vb.) kurulmalıdır. Disiplinlerarası yapısı nedeniyle nano-
biyoteknolojinin geliştirilmesi için böyle ortaklık ağlarına ve entegre çalışmaları sağlayacak alt yapılara şiddetle gereksinim vardır. Bunun sağlanması için devlet gücünün ve yönlendirme politikalarının oluşturulması ve uygulanması gerekir.

Sonuç olarak, nano-biyoteknoloji alanında 2023’e kadar olan dönemde Türkiye, sağlık uygulamaları başta olmak üzere uluslararası düzeyde biyolojik moleküllerin (DNA, proteinler, oligonükleotidler, oligopeptidler, vb.) kalitatif ve kantitatif ölçümüne olanak verecek, nanoteknoloji yeteneklerini kullanan, hızlı, çok sayıda örneği aynı anda değerlendiren, çok düşük konsantrasyonlarda ölçüme olanak veren sistemlerin geliştirilmesini sağlamalıdır. Özellikle akademi-sanayi ortaklığı ile yürüyecek büyük bütçeli projeler oluşturulmalı, uluslararası projelere (özellikle Avrupa Birliği projelerine) katılım teşvik edilmelidir.


Yukarıda belirtilen husulardan hareketle, Nonobiyoteknoloji alanında Türkiye'nin başlıca somut hedefleri şunlardır:


1. Sağlık alanında hızlı, yüksek kapasiteli ve hassas protein ve DNA tanı sistemlerinin nanoteknoloji kullanılarak geliştirilmesi:

Bu amaçla kamu ve özel kuruluşlarda yürütülecek olan çevrimsel araştırma, teknoloji geliştirme ve ürün geliştirme etkinliklerinin kamu olanakları ile desteklenmesi, bu amaçla multidispliner araştırma ağlarının oluşturulması, girişim sermayesi uygulamalarında bu alanın desteklenmesine öncelik verilmesi. Bu etkinliklerin hemen başlatılması uygundur ve ilk on yıl içinde somut çıktıların (tanı ürünleri) elde edilmesi hedeflenmelidir.

2.Hedefe yönelik yeni ilaç etken maddelerinin tanımlanmasında kullanılmak üzere hızlı tarama yöntemlerinin nanoteknoloji kullanılarak geliştirilmesi:

Özellikle moleküler mekanızmaları iyi tanımlanmış olan hastalıklara karşı hedefe yönelik ilaç etken madde tarama yöntemleri, ilaç
adayları bulunmasında izlenmesi gereken bir yoldur. Bu bağlamda, özellikle Türkiye florası (bitki ve mikroorganizmalar) kaynak alınarak, doğal kimyasal madde bankaları oluşturulması öngörülmektedir (Bkz. Biyoteknoloji ve Gen Teknolojileri Strateji Raporu). Bu bankalarda biriken ve sayılarının binleri bulması beklenen moleküllerin taranmasında kullanılmak üzere, nanoteknoloji temeline dayanan hızlı tarama yöntemleri geliştirilmelidir. Bu yöntemlerin geliştirilmesinde multidisipliner işbirliği özendirilmelidir. Bu konularda çalışan kişi ve kurumlar arasında ağ kurulması desteklenmeli, bu ağlara kamu tarafından proje desteği sağlanmalıdır. Bu etkinliklere hemen başlanabilir ve bu yolda yapılacak araştırmaların ilk 10 yılda yeni hızlı ve yüksek kapasiteli tarama teknolojilerinin geliştirilerek etkin kullanımı sağlanabilir.



Kaynak....:
http://vizyon2023.tubitak.gov.tr/stratejikteknoloji/nano.pdf