Biyologlar - Biyolojiye Gerçekçi Yaklaşım

Dünya BioGenom Projesi, Yeryüzündeki tüm karmaşık yaşamların DNA dizisini çıkartmayı hedefliyor

---

Dünya BioGenom projesi tüm ökaryotik türlerin sekansını hedeflemektedir. Bakteriler ve arkeler (archaea) dışındaki tüm canlı türlerini içermektedir.. Credit: Mirhee Lee

Bilim insanlarından oluşan uluslararası bir konsey biyoloji tarihinin en iddialı projesini öne sürdü: Dünyadaki bilinen tüm ökaryotik türlerin DNA sekansının yapılması.

Bu çalışma yerküre üzerindeki yaşamın bilimsel anlayışın köklü dönüşümü anlamı taşır ve tıp, tarım, konservatif, teknoloji ve genomik alanlarda küresel innovasyonlar için hayati bir kaynak olacağı ümidi vermektedir.

Dünya BioGenome projesinin asıl amacı, bitkileri, hayvanları, mantarları ve hücreye sahip diğer organizmaları içeren 1.5 milyon bilinen ökaryot türünün genom sekansını yapmak beraberinde gezegenimizdeki yaşam evrimini ve organizasyonu anlamaktır. Bugüne kadar, ökaryot türlerin %0.2’den daha az oranda genom sekansı yapılmıştır.

Aynı zamanda proje, çoğunluğunu tek hücreli organizmalar, okyanuslardaki küçük hayvanlar ve böceklerin oluşturduğu 10-15 milyon bilinmeyen ökaryot türünün ortaya çıkarılmasını hedeflemektedir. Araştırmacılar bu projenin çalışma süresi için 10 yıl ve 4.7 milyar $ maliyet tahmininde bulundular.    

Ulusal Bilimler Akademisi (PNAS) Bildiriler Kitabı'nda (Proceedings of the National Academy of Sciences) 23 Nisan tarihinde proje ile ilgili bir perspektif yayınlandı. Bu yayında, Dünya BioGenom Projesinin çalışma grubunu oluşturan yirmi dört disiplinlerarası uzman, projenin neden ilerlemesi gerektiğini anlatan iddialı bir gerekçe sunuyor.

UC Davis’de ünlü bir evrim ve ekoloji profesörü olan Harris A. Lewin, bu çalışma grubunun başkanı ve makalenin baş yazarıdır. Gene Robinson (Illiois Üniversitesinde Genomik Biyoloji için Carl R. Woese Enstitüsü yöneticisi) ve W. John Kress (Smithsonian Enstitü yöneticisi ve botanik araştırmacı) eş başkanlardır.

Bu makalede bilim insanları (Human Genome Projesi) İnsan Genom Projesinin başarılı bir örneğini işaret ediyor. 1990 yılında başlayıp 2003 yılında tamamlanan projede Amerika Birleşik devletleri ve diğer ülkelerdeki yatırım kuruluşları tüm insan genom sekansı için yaklaşık 3 milyar dolar yatırdı. Elde edilen "genomik devrim" sadece insan tıbbi alanında değil aynı zamanda veterinerlik, tarımsal biyoteknoloji, çevre bilimi, geri dönüştürülebilir enerji, adli tıp ve endüstriyel biyoteknoloji alanlarında çok etkili oldu. Battelle Memorial Enstitüsü 2013 yılında finansal bir rapor sundu bu raporda İnsan Genome Projesi’nin Amerika Birleşik Devletleri ekonomisine tahmini katkısının 1 trilyon $ olduğunu açıkladı.

Lewin, Dünya BioGenome Projesi'nin, bilimsel ve toplumsal faydalar yaratmak için daha da büyük fırsatlar sağladığını düşünüyor.

" DBP, yeni bir biyo-ekonominin bilimsel temelini oluşturacaktır. Dünyanın dört bir tarafındaki insanlara sağlık, çevre, ekonomik ve sosyal problemlerine innovatif çözümler sunabilme imkanı verecektir. " sözleriyle Lewin, BioGenome Projesi’nin bilimsel ve toplumsal fayda açısından sağladığı fırsatları ifade etmiştir.

Proje ilk olarak Lewin, Robinson ve Kress'in düzenlediği bir toplantıda 2015 yılında ortaya çıktı. Devamında Biyoçeşitlilik Genomiği üzerine Smithsonian Girişim’in bir parçası olarak düzenlenen bir başka toplantı sonrasında açıklandı. İnsan Genom Projesi (Human Genome Project) tamamlandıktan sonra, biyomedikal, tarımsal ve endüstriyel öneme sahip birçok organizmanın genom sekansı yapıldı.

2015 yılında yapılan toplantı katılımcıları biyolojik ilerleme için daha güçlü bir projeye ihtiyaç olduğuna karar verdiler.

Teknolojik gelişmeler projenin gerçekleşmesine imkan sağladı. Yüksek performanslı bilgi işlem, veri depolama ve biyo-informatik gibi teknolojik gelişmelerle mümkün olsa da elde edilen verilerin değerlendirilebilmesi için algoritmadaki yenilikler gerekecektir. Proje tamamlandığında, yaklaşık bir milyar gigabayt dijital depolama kapasitesi gerekli olacağı tahmin ediliyor.

Kritik ihtiyaçların değerlendirilmesi

Projede bazı kritik ihtiyaçlar da ele alınmıştır. Bu ihtiyaçlardan biri, özellikle iklim değişikliğinden etkilenen nesli tükenme tehlikesindeki türler ve ekosistemler için konservatif araçlara duyulan ihtiyaçlar.

Robinson bu konuda " BioGenom Projesi, yaşamın tarihi ve çeşitliliği ile ilgili bize fikir verir ve nasıl korunacağını daha iyi anlamamıza yardımcı olur." demiş.

Aynı zamanda çalışma grubu bu projeyi, enfeksiyon ve kalıtsal hastalıklar için yeni ilaçların geliştirilmesinde gerekli görmektedir. Ayrıca 2050 yılına kadar 9.6 milyar kişiye ulaşması beklenen insan nüfusu için yeni biyolojik sentetik yakıt, biyomateryal ve gıda kaynakları oluşturulmasında da gereklidir.

"Bilim insanları yüzyılın sonunda tüm türlerin yarısının yerküre üzerinden yok olacağına inanıyor." İfadesiyle Lewin türlerin çeşitli sebeplerle yok olma tehlikesine dikkat çekmiştir.

Projenin organizasyon yapısını, projenin protokollerini ve standartlarını takip eden, projeye katkı sağlayan ‘toplulukların küresel ağı’ oluşturacaktır. Dünyanın en büyük doku ve DNA kaynağı Küresel Genom Biyo-çeşitlilik Ağı (Global Genome Biodiversity Network ) projenin partneridir. Ayrıca Omurgalılar Genom Projesi, Küresel Omurgasızlar Genom Birliği, 10.000 Bitki Genom Projesi, 5000 Böcek Genom Projesi ve diğer farklı organizmalar üzerinde çalışan bilim insanları ile işbirliği yapılıp projeye dahil edilmiş.

Türleri bir araya getirmek için dünyanın doğal tarih müzeleri, botanik bahçeleri, hayvanat bahçeleri ve akvaryumlar gibi biyolojik çeşitliliği sağlayan ve muhafaza eden kurumlarla işbirliği yapılması başarı açısından çok önemli. Örneğin, Smithsonian botanik bahçesi yaklaşık 300.000 tür içerir.

Aynı zamanda Dünya BioGenom Projesi, örnek toplamak için "vatandaş bilimci" faaliyetinden yararlanmayı planlıyor. Bu faaliyet Kaliforniya Üniversitesi Konservatif Genomik Konsorsiyum’un CALeDNA programından sonra oluşturulmuş. Bu projede muhtemelen yeni teknolojiler geliştirilecek, örneğin taşınabilir genetik sekans cihazları ve dışarıdaki örnekleri toplayıp laboratuvar ortamına getirebilen dronlar.

Nagoya Protokolü Biyolojik Çeşitlilik Anlaşması kapsamı altındaki genetik kaynakların kullanılması ile oluşan imkanların adil bir şekilde paylaşılmasını sağlamak amacıyla bir sistem yaratıldı böylelikle Amazon Kodlar Bankası ve Dünya Ekonomik Forumu ile birlikte bir pilot program başlatıldı.

Brezilya dünyadaki toplam biyoçeşitliliğin %10’nu içerir.

Başarılı olursa, pilot program zengin biyolojik çeşitliliğe sahip diğer ülkeler için bir temel oluşturacaktır.

Referans Dergi: Proceedings of the National Academy of Sciences
UC Davis tarafından sunulmuştur.

Daha fazla bilgi için : https://phys.org/news/2018-04-earth-biogenome-aims-sequence-dna.html#jCp

Harris A. Lewin el al., "Earth BioGenome Project: Sequencing life for the future of life," PNAS (2018).

www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1720115115

25 new genomes to celebrate 25 years of the Sanger Institute

Çeviren ve Derleyen: Rukiye Varol Canoğlu

---