Hücrelerinizin ya da iç organlarınızın metabolizmasını kontrol edebildiğinizi hayal edin. Bahar alerjisi veya gıda intoleransı gibi kontrol dışı gelişen rahatsızlıkları ve hatta diyabet gibi kronik hastalıkları bile mevcut ilaç ve tedavi yöntemlerinden daha hızlı ve etkili olarak hayatımızdan çıkarabilmek yaşam kalitemizi oldukça iyileştirirdi, öyle değil mi?
Kulağa imkânsız gelse bile “Biyobilgisayarlar” ile bütün bunları ve daha fazlasını yapabilmek gelecekte mümkün olabilir. Günümüz bilgisayarlarından daha farklı temeller üzerine oluşturulmuş biyobilgisayarlar gelecekteki tedavi ve terapi yöntemlerine kullanışlı bir alternatif sunuyor.
Son zamanlarda bilim kurgu yapımlarında da sıkça yer verilen bu terim, ilk olarak 90’lı yılların başında bilim insanları tarafından bir fikir olarak ortaya atılmıştır. Bu fikri öne süren bilim insanları, temel hücre hareketlerini kullanarak basit mantıksal işlemlerin yaptırılabileceğini öngörmüşlerdir. 1998 yılında ise bu hipotez kısmen başarılı olmuştur. O günden itibaren biyolojik bilgisayar denilen şey; “RNA, DNA ve protein dizilerinden oluşan, bazı hastalıkların gelişimlerini izlemek için insan vücuduna enjekte edilen, basit matematiksel işlemleri yapabilen bilgisayar” olarak adlandırılmıştır. Çeşitli organizmaların DNA’larının tamamını veri olarak kullanmayı deneyen bilim insanları mantık işlemlerini biyolojik ortamda yaptırmayı başarmıştır; fakat bu mantık işlemleri yalnızca basit toplama çıkarma gibi işlemlerle sınırlı kalmıştır.
Birkaç yıl boyunca araştırmacılar, biyolojik temelli malzemelere standart bilgisayarların yapabildiği mantık işlemlerini deyim yerindeyse “öğretmeye” çalışmışlardır. Normal bilgisayarlarda elektrik akımını ve verileri iletebilme özelliğine sahip transistorların çalışma prensibine benzer şekilde, bir protein olan enzimlerin aktivasyon enerjilerini manipüle etmeyi başarmışlardır. Bu transistor enzimler, ufak bir enerji değişimiyle dahi DNA dizisindeki iki geni uyarıp uyum içerisinde çalışmalarını sağlayabilmiştir. Embriyonik dönemde genetik hastalıkların teşhis ve tedavi imkanı bulabileceğini düşünebiliyor musunuz?
Fakat bir bilgisayar oluşturmak için daha fazlası gerekmiştir. İşlenen verileri depolamak için gereken depolama birimlerine ihtiyaç duyulduğunu fark eden bilim insanları, bunun için farklı önerilerde bulundular. DNA veya RNA dizileri alternatifleri, Harvard’lı bilim insanları tarafından laboratuvar ortamında test edilmiştir. DNA dizileri biyokimyasal olarak RNA dizilerinden daha dayanıklı ve kararlı yapıda olduğu için depolama birimi olarak uygun bir adaydır. Böylelikle bir biyobilgisayar oluşturmak için gerekli elementlerin neredeyse tamamı bulunmuş ve test edilmiştir.
2016 yılında ise İngiltere, Almanya ve İsveç’ten uluslararası bir ekip, standart elektronik süper bilgisayarlardan çok daha az enerji kullanarak karmaşık matematik problemlerini çözebilen bir model biyolojik süperbilgisayar geliştirdiklerini duyurmuştur. Fakat ekipteki bilim insanları, modelin halen pratik olarak eksiklerinin bulunduğunu ve aktif kullanım için en az beş ila on yıl daha geliştirilmeye ihtiyaç duyulduğunu eklemişlerdir.
Eğer biyomühendisler, bilgisayar, yazılım mühendisleri ve biyoinformatikçiler bu projede başarılı olursa bilim tarihinin en ilginç temel taşlarından olacağını iddia eden araştırmacılar da mevcuttur. Öyle ki kanser gibi son yüzyılın en kritik hastalıklarını dahi erken teşhis edebilmek ve tedavi edebilmenin mümkün olabileceği söyleniyor.
DOI: 10.1126/science.1232758 “Amplifying Genetic Logic Gates”
