Genetik harika çağı

CRISPR gibi gen düzenleme teknolojileri yaşamı en basit seviyede programlamamıza izin veriyor. Ancak bu bazı soruları da beraberinde getiriyor: Eğer sıfırdan yeni türler meydana getirebilirsek, bu ne olmalı? İnsanlığı da yeniden programlamalı mıyız? Juan Enriquez, genetik düzenleme çalışmalarının olası geleceği, uçsuz bucaksız bilinmezliği ve sınırları hakkında öngörülerde bulunuyor.

Roy Amara ile başlayalım.

Roy yeni teknolojilerin etkilerinin

başlangıçta abartılmaya müsait olduğunu

ama zaman içinde
onlara alışmamız nedeniyle

küçümsenmeye başladığını iddia ediyor.

Mucize ve merak dolu günler.

Paul Simon'ın müthiş şarkısını hatırlayın.

İki dizesi vardı.

Olağanüstü olduğunu düşündüren şey neydi?

Nesneleri yavaşlatmak

ve uzak mesafeleri aramak.

Çünkü tabii ki aramalarınızı bölüp size,

"Uzun mesafe görüşmesi.

Kapatmak ister misiniz?"

diyen operatörlere alışkınsınız.

Artık dünya çapında bir şey aramıyoruz.

Aslında okuma ve programlama dünyasında da

benzer şeyler gerçekleşiyor olabilir.

Ama bu konuyu açmadan önce

teleskoplar üzerine konuşalım.

Teleskoplar fazlasıyla abartılmıştı.

Bu Galileo'nun ilk modellerinden biri.

İnsanlar bunun tüm dinleri
yok edeceğini düşünmüşlerdi.

(Gülüşmeler)

Anladığınız üzere teleskoplara
o kadar da önem vermiyoruz.

Şüphesiz on sene önce çıkmış teleskoplarla

bu Volkswagen'i aya yollayabilir

ve Volkswagen'in üstündeki ışıkların
ayı aydınlatmasını görebilirdiniz.

İşte bu size uzak güneşlerin etrafında
dolanan minik toz parçalarını görmeyi

mümkün kılacak türde
bir çözünürlük kuvveti.

Varsayalım ki bu bir milyar ışık yılı
uzaklığındaki bir güneş

ve onun önünde küçük bir toz parçası var.

Güneş sisteminin dışında
bir gezegen öyle keşfedilir.

Havalı olan kısmıysa
şimdiki teleskoplar

Ay'ın üstünde yanan bir mumu dahi
görmenizi sağlayabilir.

Bir plakayla teleskobu bölmüş olsaydınız

aynı mesafede birbirinden bağımsız
iki mum görebilirdiniz.

O minik toz zerreciğini fotoğraflamak,

Güneş'in etrafında dolanırken

mavi-yeşil bir iz bırakıp
bırakmadığını görmek için

ihtiyacınız olan çözünürlük işte bu kadar.

Eğer mavi-yeşil bir iz bırakıyorsa

bu evrende yaşam olduğu anlamına gelir.

Uzak bir gezegende mavi-yeşil bir
iz gördüğünüz ilk anda

orada fotosentez olduğunu,

su olduğunu anlarsınız.

Fotosentezin olduğu başka bir gezegeni
görme ihtimaliniz sıfıra yakındır.

Takvimleri değiştirecek bir etkinlik.

Evrende yalnız oluşumuzun
öncesi ve sonrası var:

kıtaların keşfini falan unutun.

Siz bunun hakkında düşündükçe

evreni hayal edebilmeye başlıyoruz.

Bu mucize ve harikayla dolu bir an.

Bunu bahşedilmiş olarak algılıyoruz.

Hayatta da benzer bir şeyler oluyor.

Hayatı küçük ıvır zıvırlar olarak duyarız.

CRISPR ve CRISPR teknolojisi hakkında

bir şeyler duymuşuzdur.

Ancak en temelinde hayat kodlara dönüşür.

Kodlarla yaşam önemli bir kavramdır

çünkü bir cümleyi İngilizce, Fransızca

veya Çincede yazdığınız
gibi yazabileceğiniz,

kopyalayabileceğiniz,

düzenleyebileceğiniz,

yazdırabileceğiniz anlamına gelir.

Bunları yaşam üzerinde de
yapmaya başlamak üzereyiz.

Bu dili nasıl okuyabileceğimizi
öğrenmeye başlamak üzereyiz.

Bu portakalın kullandığı bir dil.

Peki portakal bu kodu nasıl çalıştırdı?

Bilgisayarların yaptığı gibi

bir ve sıfırlar kullanarak değil.

Portakallar bir ağaçta asılı dururlar

ve bir gün pat diye düşerler!

Bu çalıştır demektir.

AATCAAG: bana minik bir kök yap.

TCGACC: bana minik bir gövde yap.

GAC: bana birkaç yaprak yap.
AGC: bana birkaç çiçek yap.

Son olarak GCAA: bana daha çok
portakal yap.

Eğer bir kelime işlemcisinde
İngilizce bir cümleyi düzenlersem

bir kelimeden diğer kelimeye geçebilirim.

Eğer bu portakalda bir şeyi düzenlersem

ve CRISPR veya başka bir teknolojiyi
kullanarak GCAAC'nin içine koyarsam

bu portakal bir limona

ya da greyfurta

veya bir mandalinaya dönüşür.

Binlerce harften birini değiştirirsem

bugün yanınızdaki insana dönüşebilirsiniz.

Oturduğunuz yere dikkat edin.

(Gülüşmeler)

Sorun şu ki bu çalışması
oldukça pahalı bir teknolojiydi.

Uzun mesafe telefon görüşmesi gibi.

Ancak fiyatı Moore yasasından
%50 daha hızlı düşüyor.

İlk 200$ tam genomu dün Veritas duyurdu.

Bu sistemlere bakıyoruz,

önemsiz , önemsiz,
önemsiz ve sonra önemli.

Size bunun haritasını göstereyim.

Bu büyük bir keşif.

Burada 23 kromozom var.

Güzel.

Şimdi bir teleskop uyarlaması
kullanalım fakat teleskop yerine

kromozomların yetersizliklerine,

yani Y kromozomuna

odaklanmak için mikroskop kullanalım.

Y kromozomu, X kromozomunun
üçte biri büyüklüğündedir.

Çekiniktir ve mutasyonludur.

Fakat sadece bir erkek.

Bunlara baktıkça

mesela bu ülkeler düzeyinde,

400 baz çift çözünürlük
düzeyinde görüntüdür.

Önce 550 kez yakınlaştıralım.
Daha sonra 850 kez yakınlaştıralım.

Yakınlaştırdıkça daha çok
geni tanımlamaya başlarsınız.

Sonra eyaletler
seviyesine yaklaştırırsanız,

kimin lösemisi olduğunu,
lösemiye nasıl yakalandıklarını,

ne çeşit lösemileri olduğunu,

neyin nereden nereye
kaydığını söyleyebilirsiniz.

Sonra Google sokak görünümü
seviyesinde yakınlaştırırsınız.

Eğer kolon kanseriniz varsa
ortaya bu görüntü çıkar.

Bu görüntü bir hastanın
harf harf çözünürlükteki görüntüsüdür.

Yaptığımız, bilgileri bir araya getirerek

büyük boyutta bir bilgi havuzu oluşturmak.

Bu evrendeki en geniş veri havuzudur.

Bu veri havuzu
onları depolayabileceğimiz bilgisayarlar

inşa edebilmemizden daha hızlı büyür.

Bunlarla akıl almaz haritalar
oluşturabilirsiniz.

Vebanın ne olduğunu
ve neden bir türün hıyarcıklı olduğunu

anlamak istersiniz,

diğeri farklı bir tür veba

ve diğeri de farklı bir tür veba?

İşte bu bir veba haritası.

Bazıları insanlar için ölümcül,

bazıları değil.

Dikkat edin, haritanın aşağısına indikçe

vebanın tüberkülozdan farkı nedir?

Tüberküloz ve farklı vebalar
arasındaki fark budur.

Bu haritayla
dedektifçilik oynayabilirsiniz.

Mesela Haiti'yi etkilemiş

bir kolerayı ele alabilir;

hangi ülkeden geldiğine,

hangi bölgeden geldiğine,
hangi askerin onu muhtemelen

bir Afrika ülkesinden
Haiti'ye taşıdığına bakabilirsiniz.

Uzaklaştırın.

Sadece yakınlaşmıyor.

Bu insanlık tarihinin en harika haritası.

Bilim insanları bildikleri tüm türlere ait

tüm bilgileri aldılar,

yakınlaştırıp uzaklaştıracağınız
tek bir sayfada,

tek bir yaşam ağacında topladılar.

Bu ortaya çıkan ilk şey onun
nasıl çeşitlendiği, nasıl dallandığı,

genomun ne kadar geniş olduğu

ve hepsi tek bir sayfada.

Dünya'daki hayatın evreni

ve düzenli olarak
güncellenip tamamlanıyor.

Bu haritaya baktığınızda
en önemli değişikliğin

eski biyolojinin tepkisel olması
olduğunu görebilirsiniz.

Eskiden mikroskopları, büyüteçleri
mercekleri olan birçok biyoloğumuz vardı

ve bu biyologlar
hayvanları inceliyorlardı.

Yeni biyoloji önetkindir.

Olayları sadece gözlemlemezsiniz,
olayları siz yaparsınız.

Bu çok büyük bir gelişme

çünkü bunun gibi şeyler
yapmamıza izin verir.

Biliyorum ki resim için
çok heyecanlısınız.

(Gülüşmeler)

Bu resmi yapmak sadece dört yılımızı

ve 40 milyon dolarımızı aldı.

(Gülüşmeler)

Bir hücredeki tüm genetik kodu çıkardık --

sadece tek bir geni değil,

tüm genetik kodu çıkardık--

tamamıyla yeni bir genetik kod yaptık,

bu kodu hücreye yerleştirdik,

hücrenin bu kodu çalıştırmasını sağladık

ve yeni bir tür meydana getirdik.

Bu dünya üzerindeki ilk insan yapımı tür.

Peki onunla ne yapıyoruz?

Bu dünyayı değiştirecek türden bir şey.

Size üç kısa vadeli trendi tanıtayım

ve dünyayı değiştireceklerini göstereyim.

Yeni bir endüstriyel devrimi göreceğiz.

Tam anlamıyla endüstriyel devrim.

İsviçre, Almanya ve Britanya'nın

makinelerle dünyayı değiştirmesi

ve güç oluşturması gibi,

CERN yeni aletler kullanarak
dünyayı ve evreni değiştirecek.

Aynı şekilde programlanabilir
yaşam formları da

dünyayı değiştirecek.

Bilgisayar çipinizi
programlayabildiğiniz gibi

bir hücreyi programlayabilirseniz

her şeyi yapabilirsiniz.

Bilgisayar çipiniz fotoğraflar üretebilir;

müzikler, filmler, aşk mektupları,

tablolar üretebilir.

Bunlar sadece ortalıkta dolanan
birler ve sıfırlardan ibarettir.

Eğer ATCG'ler oradan oraya uçuşabilirse

bu yazılım kendi donanımını
oluşturmaya başlar

ve çok kolay ölçeklenebilir.

Ne olursa olsun,

eğer bir cep telefonunu
yatağınızın kenarında bırakırsanız

ertesi sabah milyarlarca
cep telefonuyla uyanmazsınız.

Fakat aynısını yaşayan
organizmalara yaparsanız

bir süre sonra daha çok
yaşayan organizmanız olur.

2025 itibariyle yapabileceğiniz
şeylerden biri de

ticari değeri olan
karbon salınımı dengeli yakıtlar

üretmeye başlamaktır.

Ekson ile yaptığımız şey budur.

Tarım alanlarının yerini de alabilirsiniz.

Yağ veya protein üretmek için
100 hektarlık bir alan yerine

bu tankların içinde hektar başına

10 ile 100 kat arasında daha
fazla verimlilikle üretim yapılabilir.

Bilgi depolayabilir ya da

bu üç tankın içinde tüm
dünyanın aşılarını üretebilirsiniz.

CERN'deki verilerin neredeyse tamamını
bu üç tankın içinde depolayabilirsiniz.

DNA çok güçlü bir depolama aygıtıdır.

İkinci devrim:

teorik biyolojinin
yükselişine tanık olacağız.

Tıp fakülteleri dünya üzerindeki
en tutucu yerlerden biridir.

Bugün anatomiyi öğretme biçimleri ile

100 sene önceki anatomiyi
öğretme biçimleri aynıdır.

"Hoş geldin öğrenci. İşte kadavran."

Tıp fakültelerinin eksik oldukları nokta

yeni departmanlar
oluşturmaktaki başarısızlıklarıdır.

Bu yüzden bu durum oldukça sıra dışıdır.

Isaac Kohane Harvard Tıp Fakültesi'nde

informatik, veri ve bilgiye dayalı
bir departman oluşturmaya çalışıyor.

Sonuçta biyoloji

aynı gözlemsel ve deneysel
fizikte kullanıldığı gibi,

fiziğin adımlarını takip edebileceği

kadar çok veri toplamaya başladı

ve teorik biyolojinin

temellerini attı.

Elinizde çok sayıda
tıbbi kayıt olduğu için

bir süre sonra bunları
görmeye başlarsınız,

çünkü elinizde insanlar
hakkında çok fazla veri vardır:

genomlarına, viromlarına,

mikrobiyomlarına sahipsinizdir.

Bu bilgiler biriktikçe

tahminler yapmaya başlayabilirsiniz.

Üçüncü devrimse tüm bu gelişmelerin
bir alıcısının olması olacaktır.

Siz bile genlerinizi sıralanmış
bir şekilde satın alabilirsiniz.

Bu durum 23andMe
gibi şirketleri ortaya çıkarır.

Bu gibi şirketler size

sadece yakınlarınız hakkında değil,

siz ve bedeniniz
hakkında bilgiler verebilir.

Bu bilgileri kıyaslayabilir,

bu gibi bilgileri zamana
göre de kıyaslayabilir.

Bu bilgiler oldukça geniş
veri tabanları oluşturabilir.

Aynı zamanda birçok farklı iş kolunu da

beklenmedik bir şekilde etkileyebilir.

Normalde bir ürünün
reklamını yaptığınızda,

müşterinin reklamınızı işemek için
tuvalete götürmesini pek de istemezsiniz,

eğer IKEA değilseniz.

Çünkü reklamı dergiden
yırtıp üzerine işerseniz,

eğer hamileyseniz rengi maviye döner.

(Gülüşmeler)

Ve size beşik için bir
indirim kuponu verirler.

(Gülüşmeler)

Değil mi? Müşteri güçlenmesi dediğimde

ve bunun tüm biyoteknolojiye
yayıldığını söylediğimde

aslında bunda çok ciddiyim.

Şu an Synthetic Genomics'te

bir hücre tasarlamanıza yarayan,

o hücreyi basmanızı sağlayan,

hücrede programı çalıştırmanıza
olanak veren yazıcılar üretiyoruz.

Artık bir uçak henüz yere inmeden

gereken aşıları

yazıcılarımızdan bastırabiliriz.

Bu sene makinelerin
78 tanesini naklediyoruz.

Bu teorik biyoloji değil.
Bu baskı biyolojisi.

Size uzun vadede sizi de etkileyecek

iki uzun vadeli trendden
bahsetmeme izin verin.

İlk olarak türleri yeniden
tasarlamaya başlıyoruz.

Bunu önceden de
duymuştunuz, değil mi?

Ağaçları, çiçekleri, yoğurdu, peyniri,

istediğiniz her şeyi

yeniden tasarlıyoruz.

Bu akıllara şu ilginç soruyu getiriyor:

Ne zaman ve nasıl insanları da
yeniden tasarlamaya başlarız?

Çoğunuz şöyle düşünüyor:

"Ah hayır, asla insanları yeniden
tasarlamak istemeyiz."

Eğer çocuğunuzun Huntington geni yoksa

ve ölüme mahkum değilse
hepiniz böyle düşünüyorsunuz.

Ya da kistik fibroz geni taşıyorsanız

sadece kendinizi değil,

çocuklarınızı ve onların çocuklarını da
tasarlamak istersiniz.

Bunlar karışık tartışmalar ve
ileride gerçekten yaşanacaklar.

Size güncel bir örnek vereyim.

Bugünlerde Milli Akademi'de
dönen tartışmalardan biri

sivrisineklere ekleyeceğimiz
bir gen parçası ile

sıtma virüsü taşıyan tüm sivrisinekleri
öldürebileceğimiz yönünde.

Bazılarınız "Bu ekosistemi
çok uç bir noktada etkilemek,

bunu yapmamalıyız." diyebilir.

Bazılarınız "Bu hastalık her yıl
milyonlarca kişiyi öldüren bir hastalık.

Sen kim oluyorsun da ülkemdeki çocukları
kurtaramayacağımı söylüyorsun." diyebilir.

Bu tartışma neden bu kadar karışık?

Çünkü buna Brezilya'da ya da
Güney Florida'da izin verdiğiniz anda

tüm dünyaya yayılmaya
başladığını görürsünüz.

Bir gen değişikliği yaptığınızda

tüm dünya adına bir karar verirsiniz.

Bu harika adam bir Nobel Ödülü kazandı.

Ödülünü aldıktan sonra gezegenimizde
hayatın nasıl başladığını

ve diğerlerinde de başlamasının ne kadar
olası olduğunu merak etmeye başladı.

Master öğrencilerine
çeşitli görevler veriyordu.

"Bana yaşamı yaratın ama modern
kimyasallar ve aletler kullanmayın.

Bana üç milyar yıl önce de
dünyada olan şeyler yaratın.

Lazerler kullanmayın. Bunu kullanmayın.
Şunu kullanmayın."

Bana üç hafta önce oluşturduğu
şeyden küçük bir şişe verdi.

Ne meydana getirmişti?

Lipitlerden meydana gelmiş sabun
köpüğü gibi görünen bir oluşum.

Bir mesajcı RNA oluşturmuştu.

Bu mesajcı RNA'nın
hücre içine girmesini sağladı

ve hücre bölünmeye başladı.

İsterseniz on yıl deyin,
isterseniz yirmi yıl.

Sıfırdan yaşayan bir organizma yaratmakta
henüz ilerleme kaydetmiş olmayabiliriz.

İkinci uzun vadeli trend:

Dijital çağda yaşıyoruz.

Genom çağında, biyoloji, CRISPR,

sentetik biyoloji çağında
yaşamaya başlıyoruz.

Bunların hepsi beyin çağında birleşecek.

Vücudumuzun çoğu parçasını yeniden
yapabileceğimiz bir döneme doğru gidiyoruz

Bir kemiğiniz kırıldığında

ya da deriniz yandığında
tekrardan gelişebilecek.

Nefes borularımızı, mesanelerimizi

nasıl yeniden
yapabileceğimizi öğreniyoruz.

Bunların ikisi de insanlara nakledildi.

Tony Atala 32 farklı organ
üzerinde çalışıyor.

Öz bu olacak,

çünkü bu sizsiniz
ve kalan her şey sadece bir ambalaj.

Biz bu durumu düzeltmediğimiz sürece

hiç kimse 120-140
yıldan fazla yaşayamaz.

Bu da en ilginç meydan okuma.

Bu bir sonraki sınırımız.

"Evrende yaşam ne kadar yaygındır?"

"Nereden geldik?"

ve bunun gibi birçok soru.

Bunu Einstein'den,

doğruluğundan şüpheli olduğum
bir alıntıyla bitirmeme izin verin.

"Her şey senin seçimine bağlı.

Korkunç ve kötü olana odaklanabilirsin

ve emin ol ki dışarıda
korkacak çok şey var.

İster beyninin %10'unu kullanıyor ol
ister %20 ya da %30'unu.

Ancak unutmayın ki

gerçekten de mucizenin ve harikanın
çağında yaşıyoruz.

Bugünde yaşıyor olduğumuz için şanslıyız.
Bu şeyleri gördüğümüz için şanslıyız.

Bu odadaki eşyaları inşa eden kişilerle

insan gibi etkileşimde
bulunabildiğimiz için şanslıyız.

O yüzden tüm yaptıklarınız için
hepinize teşekkür ederim.

(Alkış)