altınn

Washington niversitesi ve İstanbul Teknik niversitesi’nden iki Türk profesör, laboratuarda biyolojik ortamda altın parçacıı üretmeyi baardı.

Yapay evrim denen bir yöntemle virüs ve bakteri proteinleri kullanılarak gerçekletirilen çalıma, Amerikan bilim çevrelerinde büyük yankı uyandırdı. Altın yapmanın ifresine ulamanın bin yılları bulan zahmetli yolu, yaamın sırlarından biri olan doal seleksiyondan geçiyor; yani moleküllerin birbirlerini tanıyıp seçip ayırmayı bilmesinde yatıyor.

Harry Pottur serisinin ilk filmini izleyenler hatırlar; Harry ve arkadaları okulda girilmesi yasak ulan üçüncü koridora girerler. Burada üç balı bir canavarın koruduu “felsefe taı” saklanmaktadır. Harry’nin anne ve babasını öldüren kötü büyücü Voldemort da “felsefe taı”nuı peindedir. Mistisizme meraklı olanlar bu taın, geçmii 2500 yıl öncesine kadar dayanan simya ilminin efsanevi taı olduunu bilirler. “Felsefe taı”, en bilinen anlamıyla, tüm maddeleri altına çeviren ve ölümsüzlük veren tatır, maddenin en sat hali, özüdür.

Yüzyıllar, bin yıllar boyunca Mezopotamya, Anadolu, Antik Mısır. İran, Hindistan ve in’de. Antik Yunan’da. Roma İmparatorluumda. İslam corafyasında ve Ortaçadan itibaren 19, yüzyıla kadar da Avrupa’da simyacılar hep bu taı arayıp durdular. Isaae Nevton. Robert Böyle. Demokritus. Razi. Inn Haldun, Cabii Ihn Hayvan, Nieolas Flamel. Platon. Pitagoras, Tales. Zosimus ve Paracelsus “felsefe taf’nı bulmaya çalıan tanınmı simyacılardan yalnızca birkaçı.

Simya bir dönüüm sanatıdır. Kirli olanı, hasta olanı birçok süreçten geçirerek arınmı ve mükemmel olana dönütürmeyi amaçlar. Simyacılara göre madde hastadır ve iyiletiinde ortaya altın çıkacaktır. Simyanın, maddeden altını çıkarma uraı, ezoterik olarak insandaki Tanrı özünün ortaya çıkartılmasına denk gelir. Bu anlamda “felsefe taı” da mutlak olana kavuturan bilinç anlamını kazanır. “Felsefe taı” en güzel ifadesini VITRIOL sözcüünde bulur. VIT-RIO1. Latince bir cümledeki sözcüklerin ba harflerinden olumutur. Bu cümle ‘”Visİta Interiora Terra; Rectificando Invçnies Oeeultum La-pidem’dirve “‘Dünyanın derinliklerini ziyaret et gizli taı bulacaksın” anlamına gelir. Simya düüncesi aslında Tanrı’nın birliinden kaynaklanır. Evreni yaratan Tanrı. Ruh’a çeitli formlar vermi ve böylelikle madde olumutur: yani madde Tek olanın farklı görünülerinden ibarettir. Simyacı ise bu formların arasında altın olanı arar. Bu arayı tarih boyunca simyacıların kent meydanlarında yakılmasıyla bile sonuçlansa hiçbir zaman bitmedi.

lab

2500 yıllık rüya gerçek oldu…
Yapay evrimle gerçek altın

Ancak sonunda insanlıın 2500 yıllık rüyası gerçek oldu. “Felsefe taı” bulundu! Washington niversitesi ve İstanbul Teknik niversitesi’nden iki Türk profesör laboratuarda biyolojik ortamda altın parçacıı üretmeyi baardı. Ama simyacıların kutsal metinlerinde geçtii gibi yakmayan ate, ıslatmayan su ve filozof yumurtasıyla deil; yapay evrimle, bir baka deyile hızlandırılmı evrimle altın üretiyorlar.

Washington niversitesi Genetik Mühendislii Malzeme Bilimleri ve Mühendislik Merkezi’nin (GEM-SEC) kurucusu ve yöneticisi Prof. Mehmet Sarıkaya ile İstanbul Teknik niversitesi (İT) Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölüm Bakanı, İT Moleküler Biyoloji Genetik ve Biyoteknoloji Aratırmaları Merkezi’nin yöneticisi Prof. Candan Tamerler’in birlikte yürüttüü çalıma, malzeme mühendislikleri için bir devrim niteliinde. ünkü bu çalıma yalnız altın üretebilmenin deil, savunma, tıp, ilaç sanayi ve endüstrinin her alanı için her türlü malzemeyi üretebilmenin yolunu açıyor. Sözünü eniimiz malzemeler sentetik malzemeler deil üstelik gerçek, doadaki gibi malzemeler!

İte iin sırrı…

Sır, moleküllerin “tanıma”sıymı

Merak içinde “Peki neymi gerçekte bu felsefe taı” diye sorduunuzu duyar gibiyim. ok aıracaksınız ama altın üretmeye yarayan “‘felsefe taı” bir nesne deil, bir kavram! Moleküllerin birbirlerini tanıması! Yani canlılıın, var oluun sırrı; doal seleksiyon. Atomların, moleküllerin birbirlerini seçmesi ve ayırması. Güzeller güzeli Aye Memed’i sever de Ahmet’e yüz vermez. Neden ünkü Memed’inin yanında mutludur, Ahmet’in deil. Memed’İn yanında kalbi ku gibi çarpar, Ahmet’in deil. Memed’le muhabbet ister gönlü, Ahmet’le deil. “Ne alakası var” dediinizi duyuyorum ama akın neyle alakası yok ki! Birazdan konuyu anlatırken niye aktan söz ettiimi daha iyi anlayacaksınız. Zaten Prof. Mehmet Sarıkaya konuyu anlamam için kendisi verdi bana bu örnei. Moleküler boyutta bir eyleri anlatmanın zorluunu fark edip “Bu kız bu olanın elini tutmak İster de ötekinin elini tutmak istemez, niye” deyiverdi en sonunda, ben de anladım. Ama anlatmadan önce hikâyeyi batan, yani 1984 yılından alacaım efendim.

Prof. Sarıkaya, 1984′te ABD Kaliforniya niversitesi’nde doktora çalıması için çeliin yapısını incelerken, bir bilim dergisinde deniz kabuunun elektron mikroskobu altındaki görüntüsü iliir gözüne. Deniz kabuunun içyapısı çeliinkiyle aynıdır, tulayla örülmü bir duvara benzemektedir. Yani insanolu moleküler boyutta ne yaptıının farkında olmadan, doada bilinen en dayanıklı malzeme olan deniz kabuunu taklit eden bir madde üretmitir demire karbon katarak: elik! O gün Sarıkaya, bir malzeme bilimci olarak doayı taklit ederek mükemmel malzemeler gelitirebileceinin farkına varır. Biyomimelik (biyobenzetim) denen bilim dalına ilk adımını böylece atar. Biyomimetik, canlılardaki protein yapılarını nano ölçekte (atomik veya moleküler boyutta) inceleyerek, mühendislik yoluyla bu yapılara benzer sentetik malzemeler üretmeye çalıan bir bilim dalı. Sarıkaya da 90′ların sonuna kadar geyik boynuzları, sünger iskeletleri ve bakteriler üzerinde çalımalarını sürdürür. 90′ların baında nanoteknoloji ve nano-biyo-teknolojinin yükselii biyomimetik çalımalarına da ilgiyi arttırır.

Canlı ve cansız dünya birleti…

Canlı ve cansız dünya birleti

Ancak tabiatı taklit etmenin zorlukları ve günümüz teknolojisinin yetersizlikleri bir yana, bu alanda tek bir veriye ulamak bile onlarca yıl alıyor. rnein 30 yıllık çalımaların sonucunda di minesinin oluumunda etkin olan 40 protein içinden bugüne dek yalnızca bir tanesinin belirli bir bölgesinin ne ie yaradıı kefedilmi durumda.

Prof. Sarıkaya 2000 yılında öyle der kendi kendine: “Niye tabiat anayı taklit etmek yerine malzemeleri onun yaptıı gibi yapmayalım” Kendisine bu soruyu yönelttiinde dünyada “moleküler biyomimetiin” kurucusu olacaını bilemezdi herhalde. Bu çılgın fikrini hayata geçirmek için iyi bir moleküler biyolog arayıına girer. Prof. Candan Tamerler ile ite bu arayı sırasında, İstanbul’a 2001′de bir kongre için geldiinde tanıır. Tamerler, o zaman için son derece çılgınca görünen bu fikre derhal sıcak bakar ve “Canlıların yapı taı olan proteinler milyarlarca yıldır neyi nasıl yapacaklarını çok iyi biliyorlar. Biz de proteinleri kullanabiliriz” der. evresinde hayalperest damgası yer ama yılmaz.

İte bu ikilinin tanıtıı gün, biyo-mimetikte ilk kez canlı dünyayla cansız dünya arasında bir köprü kurulur. Amaç; az evvel söz ettiimiz gibi moleküllerin birbirini tanıması, sevmesi, tercih etmesi prensiplerine göre her türlü malzemeyi üretmek. Bata ABD’de olmak üzere Nature gibi birçok saygın bilim dergisinde makaleleri yayımlanan Sarıkaya ve Tamerler artık bugün gümü, platin, mika, titanyum, safir, silika, insan dii dokuları ve altın üretebiliyorlar. imdi neymi bu yapay evrim, moleküllerin birbirini tanıması ve seçmesi, anlatalım.

nce bir bardak suyun içine küçük altın parçacıkları yerletirilir…

Altın seven peptitler

ncelikle bir bardak suyun içine (deney tüpünün yani) küçük altın parçacıkları yerletiriliyor. Sonra milyarlarca bakterinin ve virüsün bulunduu “bakteri ve virüs kütüphanesi” dedikleri bölüme geçiliyor. Buradaki virüs ve bakterilerin kendilerine has yapılarını oluturan proteinleri toplanıyor. Bu proteinlerin de peptit denen küçük bir kısmı alınıp altın parçacıktı su dolu bardaa atılıyor. Sonra da milyarlarca peptit içinden bazılarının altını suya tercih ederek altına yapıması bekleniyor. Beklenen oluyor. Birkaç yüz tanesi altın parçacıklarına gidip yerleiyor. Neden diye soruyorum. “Bir peptitin altını suya tercih etmesi, altın molekülünün peptitin üç boyutlu yapısına uyduu anlamına geliyor. Peptit altın molekülünün üzerinde kendini dengede ve rahat hissediyor.

Evrimsel olarak bakarsak, altın parçacıının üzerine yapıtıında ortaya bir enerji çıkıyor ve peptit enerjik olarak dengesini salıyor ve bu nedenle o maddeye baımlı hâle geliyor” diye cevaplıyor Tamerler. Zaten sudan baka bir seçenei de yok peptitin. İkisinden birini seçmek zorunda, o da kendisine en uygun olan, en rahat ettii yeri seçiyor. İte buna molekül boyutunda “tanıma” deniyor. Bir anlamda hayata tutunmaya çalııyor. Peki pep-tit canlı mı ki buna karar verebiliyor Bu soruyu da Sarıkaya yanıtlıyor: “Biz akıllı molekül diyoruz. Molekül baka bir molekülü tanıyor ve onunla birleince bir fonksiyon, bir çıkar elde ediyorsa bu akıldır ite. Peptitler de sanki canlı gibi”. Peki, bir peptit kendini altının üzerinde dengede hissedip hissetmediine nasıl karar veriyor Sarıkaya hemen sandalyesinden kalkıp göstererek anlatmaya balıyor: “Diyelim ben peptitim, bu sandalye de altın. Ben geliyorum sandalyenin orasına burasına oturuyorum ama bir türlü rahat edemiyorum. Benim üç boyutlu yapıma yani vücut eklime uygun deil diyelim ki bu sandalye. Diyelim çok imanım ve sıamıyorum bu dar sandalyeye. İte peptitler de üç boyutlu yapılarına uygun yani ergonomik olan yapıyı seçiyorlar oturmak için. Ya da onu bırak, bir kız bir olanın elini tutar da ötekininkini tutmaz niye Onun gibi ite…” Bu hareketli anlatımla konuyu iyice kavrıyorum. Vücudumuzdaki moleküllerin birbirini aynen bu ekilde tanımasalar bir araya gelemeyeceklerini de öreniyorum. Biyolojinin temeli bu tanıma kavramına dayanıyormu.

imdi gelelim altın yapmaya…

Denizlerdeki altın tulaları

Daha sonra suda kalmayı tercih eden peptitler ayıklanarak altını tercih edenler toplanıyor. Ve virüslerin, bakterilerin genetikleriyle oynanarak altını tercih eden türdeki peptitler üretmeleri salanıyor. imdi gelelim altın yapmaya. Denizde, okyanuslarda, göllerde ve ırmaklarda altın iyonları (atomik boyutta) bulunduunu biliyoruz. Bu iyonlar altın deil ama bir araya getirilirlerse altın olacaklar. İte ikinci aama burada balıyor. Bir kova deniz suyu almıyor (yani iyonlar sulu ortamda deney tüpünde bir araya getiriliyor) ve içine az evvel söz ettiimiz “altın sever” peptitler bırakılıyor. Sonra bir bardak kahve almaya gidiyorsunuz ve dönüyorsunuz ki ne göresiniz, kovanın içinde altın parçacıkları var! Hem de dakikalar içinde! Ama nasıl Yaam alanı olarak altını tercih eden peptitler altın iyonlarını görünce tanıyor. 3-5 dakika içinde iyonları bir araya getirerek altın molekülleri yani kendine yaayacak bir ev yapıyor. Tıpkı tulaları bir araya getirerek ev yapmak gibi. Sarıkaya: “Bu, yapay evrimle ortaya yeni bir akıllı biyolojik molekül çıkması demek. Altın iyonuyla dier iyonlar arasındaki farkı bilen bir yapı. Göllerde, denizlerde, altın madenlerindeki su birikintilerinde altın iyonları bulunur. Altın seven peptitler bunların hepsini altına çevirebilirler” diyor. Tamerler tüm bu ilemlerin oda sıcaklıında ve kimyasal kullanmadan yapılmasını “İte buna yeil bilim denir” sözüyle açıklıyor. Peki peptitler iyonları bir araya getirmeyi nereden ve nasıl biliyor Sarıkaya cevap veriyor: “Evrimsel süreç”.

külçe altın

Külçe altın da yapılabilir…

Altın tıpta, sensörlerde, nanotek-nolojide kullanılan önemli madenlerden biri. Tamerler, altının makro ölçekte de (külçe külçe) üretilebileceini ancak kendileri nano yapılar üzerine çalıtıkları, nanoteknolojik parçalarda da az miktar altın kullanıldıı için imdilik makro üretime geçmek için sistemlerini hazırlamaya ihtiyaç duymadıklarını belirtiyor ve ekliyor: “Ama kuyumculuk sektöründen bir çalıma talebi gelirse deerlendirebiliriz. imdilik montajlarında altın kullanan Amerikalı ve Kanadalı birkaç nanoteknoloji firması ile ortaklık görümeleri yapıyoruz. Bir de diçilerden çok büyük ilgi gördük. Peptitlerimiz istenen bölgede doal di yapısı oluturabiliyorlar ve bu diçilik için bir devrim.”

5-10 yıl sonra üzerinde “diler için”, “kırık kemikler için”, “altın için”, “gümü için” yazan kutularda peptitler satıldıını görürsek aırmamamız gerekiyor. Etrafımızda somon zenginleri de görebiliriz pekâlâ. Nasıl mı Sarıkaya’nın bu çalımayı örenen bir arkadaı müthi bir fikir atmı ortaya: “Biliyorsun somon balıkları bir nehirde doduktan sonra okyanuslara açılırlar. Sonra da yumurtlamak için 3-4 yıl sonra dodukları nehre geri dönerler. İte bu somonların içine peptitleri yerletirsek, okyanustaki altın iyonlarını altın parçacıklarına dönütürseler ve somonlar dodukları nehre geri döndüklerinde onları yakalayıp altınları toplasak olmaz mı”

(Aktüel)