Direkt Evrim Yöntemi, Yeni Antibiyotiklerin Geliştirilmesine Olanak Sağlıyor

Evrim, yaşamın içerisinde bulunduğu ortama adapte olmasını sağlayan inanılmaz bir süreç. 1990 yılında Frances Arnold, laboratuvarında, mikropları belli bir şekilde evrimleşmesini manipüle ederek bu süreci nasıl kendi avantajımıza kullanabileceğimizi gösterdi. Bu yöntem Arnold'a kimya alanında Nobel Ödülü kazandırırken, ekibi de bu teknikle yeni antibiyotikler geliştiriyor.

Ekip, yeni yapacakları antibiyotikler konusunda bir zorlukla karşılaştı. Arnold'un ekibi, beta-laktam halkası olarak da bilinen bir tür molekül halkası geliştiriyor. Esasen atom halkaları olan bu yapılar, bakterilerin, hücrelerinin dışına duvar yapma yeteneğini bozarken, etkin bir şekilde onları öldürmeyi de başarıyor. Bu yapılar, penisilin gibi antibiyotiklerde önemli yer tutuyorlar.

Beta-laktam halkalarını yapmak oldukça zorlayıcı olabiliyor. Bu yapılar, ilk olarak uzun bir molekül zinciri olarak başlıyorlar daha sonra geriye doğru kıvrılıyorlar. Normalde kimyacıların, nerede kıvrılmaları gerektiğini söyleyen fazladan rehber moleküller eklemeleri ve daha sonra bunları kaldırmaları gerekiyor. Bu da süreci biraz daha uzatıyor ve hata payını biraz daha artıyor.

Araştırmacılar, bu süreci kolaylaştırma girişimine başladılar, enzimler için zor işleri boşalttılar. Ekip, enzimlerin belli bir yola doğru evrimleşmesi için direkt evrim tekniğini kullandı. Araştırma ekibi, enzimlerin genetik kodlarını bakterilerin içerisine transfer etti ki böylece bu enzimler üretilecekti.

Bu olayda ekip, sitokrom P450 adı verilen enzime evrimleştirmeyi başardı ve böylece beta-laktamların üretilmesi mümkün hale gedi. Araştırmanın yazarlarından Inha Cho, "Doğada bulunamayan yeni enzimler geliştiriyoruz. Laktamlar, birçok farklı ilaçta bulunabilir, özellikle antibiyotiklerde, ancak bizim her zaman bir yenisine ihtiyacımız oluyor" dedi.

Ekibin söylediğine göre bu enzimler, şu ana kadar üretilen en etkili enzimlerden ve her biri milyonlarca beta-laktam molekülü üretebilecek yetenekte. Bu moleküller şu an endüstriyel kullanım için uygun durumda ki bu bakterilerin, antibiyotiklere karşı ne kadar hızlı direnç kazandığı düşünülürse oldukça olumlu bir haber.