İnşaattan Biyolojiye
Türk bilim insanı Gizem Gümüşkaya’nın buluşu, temiz inşaat da yapacak doku da iyileştirecek.
Türk bilim insanı Gizem Gümüşkaya’nın buluşu, temiz inşaat da yapacak doku da iyileştirecek.
03 Ekim 2024, 00:00 Güncelleme: 22 Ocak 2025, 04:52
The Beatles’ın efsanevi ismi John Lennon’a atfedilen bir söz vardır: “Hayat sen planlar yaparken başına gelenlerdir.” 31 yaşındaki bilim insanı Gizem Gümüşkaya’nın hikayesi bu söze uygun gelişmiş. İstanbul Teknik Üniversitesi (İTÜ) Mimarlık’tan mezuniyetinin ardından soluğu “aşığıyım” dediği ABD’nin ünlü üniversitelerinden Massachusetts Institute of Technology’de (MIT) alan Gümüşkaya, 2015’te hesaplamalı mimari yüksek lisansına başlamış. Ne var ki öğreniminin henüz üçüncü ayındayken kafasında uçuşan ‘biyoloji temelli farklı bir inşa sistemi’ne yönelik fikirleriyle kendini sentetik biyoloji laboratuvarında bulmuş. Ve MIT’de mimarlık ve sentetik biyoloji gibi iki farklı dünyayı bir araya getirmeyi amaçlayarak az rastlanır bir akademik kariyer öyküsü yazmaya başlamış.
Henüz öykünün başındayız. Çünkü ‘doğadaki malzemelerin genetik kodlarıyla oynayarak kendi kendini üreten bir inşaat sistemi kurmak’ üzere yola çıkan Gümüşkaya’nın bu hedefine ulaşması için önünde 10 yıllar alacak kadar kapsamlı bir araştırma süreci var. Ancak bu araştırmaya aktarılacak zaman ve para, eğer sonuç başarılı olursa her şeye değer. Zira inşaat malzemelerinin kendi kendini üretmeye başlayacağı bir gelecek tasvirinde, Gümüşkaya’nın ifadesiyle bugün doğaya salınan karbonun yüzde 48’inden sorumlu inşaat sektörü büyük oranda temize çıkabilir. İşte, Gümüşkaya’nın ‘Anthrobots’ projesi tam olarak bu sebeple Nisan 2024’te sürdürülebilirlik odaklı ödülleriyle bilinen UNESCO 2050NOW La Maison’dan ‘Yılın En İyi 10 Buluşundan Biri’ ödülünü kazandı. UNESCO 250NOW La Maison, şirketlerin sürdürülebilirlik stratejilerini geliştirmelerine yardımcı olurken küresel trend analizi, eğitim programları ve atölyeler yapan ve prestijli ödüller veren bir platform.
SENTETİK BİYOLOJİNİN SINIRLARINI ZORLUYOR
Elbette tamamlanması uzun sürecek bu gibi projelerde, daha çabuk sonuç verecek mini çalışmalarla araştırmanın somut girdilerinin peyderpey ortaya konması gerekiyor. Gümüşkaya öyle bir ‘mini proje’ yarattı ki tıpta birçok alanda çığır açacak sonuçlara yol açabilecek önermeler ortaya koydu. Sentetik biyolojinin öncü isimlerinden MIT’deki biyoloji laboratuvarının direktörü Ron Weiss’a “Sentetik biyoloji ile tıbbın yanı sıra inşaat teknolojilerine de uzanabiliriz” demesi ve teorisinin uygulanabilirliğini anlatması, Weiss’ın Gümüşkaya’yı sentetik biyoloji yüksek lisansına hemen almasını sağlamış. Çift dal yüksek lisansını MIT’de tamamlayan Gümüşkaya, “Bilime ilgim hep vardı ama doğrudan bilim okumak değil bilimi tasarımla birleştirmek istedim. Mimarlık üzerinden böyle bir alana geçişim ilgi çekti ve Weiss beni kanatlarının altına aldı” diyor.
MIT’den mezun olunca bir biyoloji doktora programına girebilecek kadar birikim edinebilmesinin yolunu açan şey ise MIT’de gördüğü destek olmuş. “O laboratuvarda bana sıfırdan proje geliştirme olanağı verdiler; başka bir üniversitede olsa bir mimari öğrencisine bu kadar alan tanınmayabilirdi” diyor Gümüşkaya. MIT’nin verdiği destek hâlâ devam ediyor; Gümüşkaya, ‘Anthrobots’ projesiyle üniversitenin ‘35 Yaş Altı 35 Mucit’ ödülüne aday gösterildi. Çok sevdiği üniversiteyi şöyle tanımlamaya devam ediyor: “MIT bir anda çarpıyor sizi. Ortam, insanlar, teknoloji... Burası radarın, e-postanın ve İnternet’in icat edildiği yer. Gerçekten de insanın hayal gücünü harekete geçiren ve sınırların olmadığı bir ortam var.”
ÇIĞIR AÇICI ÇALIŞMALARIN İÇİNDE
Gümüşkaya’nın çalışmasına benzer nitelikte kurbağa hücrelerinden benzer biyorobotlar (xenorobot) geliştirilmiş ancak bunlar insan vücudunda yaşayabilen yapılar değil. Gümüşkaya’nın geliştirdiği biyorobotlar ise tıpta birçok farklı amaç için programlanabiliyor. “Biyolojide ne tip malzemeler, yapılar var onlar üzerine çalışıyorum. Programlanabilir çok fazla yapı var ve aklın sınırlarını zorlayacak pek çok yerde kullanılabilirler. Bu genetik kodlar birçok farklı şey için düzenlenebiliyor; ilaç üretmek için mesela...”
Çalışmaları belli bir noktaya geldiğinde Gümüşkaya, tıbbı dönüştürecek mühendislik yenilikleri için biyolojik tasarım ilkelerine odaklanan Harvard Üniversitesi bünyesindeki Wyss Enstitüsü’ndeki çalışmalara katılmış. Ayrıca tıp odaklı bir üniversite olan Tufts Üniversitesi’nde gelişim biyolojisi, rejeneratif tıp ve biyomühendislik alanlarında yaptığı öncü çalışmalarla bilinen biyoloji profesörü Michael Levin ile de çalışmaya başlamış. “İnsan vücuduna konulabilecek nitelikte bir strüktür yaratmak istediğim için insan hücrelerini araştırıyorum. Deriden alıp her insan için kendi DNA’sını taşıyan anthrobotlar üretebiliyoruz. Dolayısıyla insan vücuduna koyduğumuzda vücut onu yabancı madde olarak algılamıyor çünkü DNA’sı aynı.” Bu da yaraların iyileştirilmesinden omurga sorunlarına ve neredeyse tüm hastalıklara uzanabilecek yeni bir ilaç sistemi anlamına geliyor.
VÜCUDA ENJEKTE EDİLEBİLEN ROBOTLAR
“Önce zedelenmiş sinir dokularını onarmaya yönelik, anti-aging odaklı bir proje yaptık. Makalesi önümüzdeki aylarda yayınlanacak projede zedelenmiş sinir hücrelerini üç gün gibi bir süre içerisinde anthrobotların iyileştirdiğini laboratuvar ortamında gösterdim.” Bunun bir sonraki aşaması ise antrobotların insandan alınan zedelenmiş sinir dokularının üzerine konulması olacak; sonrasında ise sıra insan deneylerine gelecek. Çok çeşitlendirilebilecek dallı budaklı bir projeden bahsediyoruz. Gümüşkaya sohbet sırasında bile yeni teoriler geliştiriyor.
“Canlı hap gibi bir şey yaptığımızı düşünün; bu hap vücudumuzdaki birçok şeyi tıkır tıkır iyileştirebilir. İlacı oral olarak aldığımızda büyük kan dolaşımı ile her yere dağılıyor ama biz bunu sadece gereken yere ulaşacak, başka organlarımızı etkilemeyecek şekilde programlayabiliriz. Tek bir organa gidip orada yaşayan biyobotlar geliştirebiliriz. Diz bölgesinde sürekli orayı gözetim altında tutup semptomlar oluşmadan sorunu çözecek robotlar yapabiliriz.” Gümüşkaya’nın anthrobotları aile öyküsü, risk faktörleri, meslek hastalıkları gibi birçok konuyu birlikte değerlendiren bir yaklaşımla vücuda enjekte edilebilen önleyici robotlar olarak tanımlanıyor.
YENİ NESİL İNŞAATÇILAR
Anthrobotlar, insan vücudundaki sorunlara çare olurken iklim krizine karşı büyük bir avantaj elde edilmesini de sağlayabilir. “Doğadaki malzemeler inşaat için mükemmel” diyen Gümüşkaya’nın ürettiği robotlar insan hücresinden oluşuyor. Oysa robot denince bugün bizim aklımıza yazılım, kodlama ve içinde mekanik parçalar olan, programlanabilir bir nevi bilgisayar geliyor. Mikroskobik boyutlardaki anthrobotlar ise tamamen biyolojik. Gümüşkaya, bu ilginç konuyu şu sözlerle anlatıyor: “Doğada her şeyin bir genetik kodu var. Son 20 yılda biyoteknolojideki gelişmeler sonucu nasıl bilgisayar kodunu düzenleyebiliyorsak bunu genetik kodlar üzerinde de yapabiliyoruz. Kemik çok mükemmel bir malzeme mesela, aynı şekilde kolajen de öyle. Kolajenin çekme mukavemeti çelikten daha yüksek.”
Gizem Gümüşkaya, projelerini endüstriye taşımak üzere çerçevesini ‘tıp ve sürdürülebilir inşaat alanlarında biyorobot teknolojileri’ olarak çizdiği bir şirket de kurdu. Ancak şirket ‘stealth modu’nda (gizli mod) olduğu için ticarileştirmeyi planladıkları ilk projeyle ilgili şu an ayrıntı vermiyor. “Henüz risk aşamasındayız. Biyoteknoloji şirketlerinde erken dönem teknoloji geliştirmek uzun bir Ar-Ge süreci anlamına geliyor. Yatırımcılardan aldığımız parayı, ABD devlet hibeleriyle destekleyerek araştırmalarımıza harcıyoruz.”