HÜTBAT Bülten - Tıbbın Geleceği

DNA Origami
Nazlı Vural
Japonca katlama anlamına gelen “ori” ve kağıt anlamına gelen “kami” sözcüklerinin birleşiminden oluşan
origami, hepimizin az çok aşina olduğu bir kağıt katlama sanatıdır. DNA origami ise nanoteknolog ve kristalograf
Nadrian Seeman’ın 1980’li yılların başlarında DNA nanoteknolojisinin temelini ortaya koymasıyla başlayan
sürecin bu antik sanatla harmanlanmasıyla ortaya çıkmış, nanometrelerle ölçülebilen küçücük alanlarda
DNA’dan yapılar inşa edilmesi işlemidir.
Nanoteknolojinin ümit vadeden alanlarından biri olan DNA origami, DNA’nın katlanmasıyla nanometrik 2D ve
3D yapılar oluşturulması prensibine dayanmaktadır. Ana yapıyı oluşturması için “yapı iskeleti” denilen, yaklaşık
7000 nükleotit uzunluğunda, tek zincirli viral DNA; bu DNA’nın katlanmasını sağlamak amacıyla da bilgisayar
yazılımıyla tasarlanmış, kısa ve çok sayıda, tek zincirli ve sentetik DNA oligonükleotitleri kullanılır. DNA
oligonükleotitleri; uzun DNA zinciriyle baz eşleşmesi yaparak birbirinden uzak kısımlarını birbirine bağlar, bu
nedenle bu kısa zincirlere “zımba” adı da verilir. Bu teknik, kare ve üçgen gibi basit geometrik şekillerden DNA
kutularına iki ve üç boyutlu sayısız nanometrik yapının oluşturulmasına olanak tanır.
DNA origami, birçok alanda gelecek vadetmektedir. Bunlar arasında özellikle biyofizik ve biyomedikal alanlar
dikkat çekmektedir. Tekniğin en önemli uygulama alanlarından biri, nanotıbbın da temel uğraşlarından
biri olan ilaç salınımıdır. DNA’nın istenilen büyüklüğe ve şekle sokulabiliyor oluşu, bu tekniği ilaç salınımında
kullanılmak üzere mükemmel bir aday yapmaktadır. Bu amaç doğrultusunda tasarlanan DNA kafesleri; aptamer
denilen, hedef moleküle bağlanabilen oligonükleotit dizileriyle işaretlenir. Bu aptamerler sayesinde kafes,
hedef bölgedeki aşırı derecede eksprese olmuş molekülleri tanıyarak açılır ve içindeki terapötik ilaçları salar.
Böylece; prostat kanseri hücrelerinde ifade edilen özel bir RNA dizisi ya da lösemi hücrelerinin yüzeylerindeki
antijenler gibi spesifik bölgeleri tanıyabilen “nanometrik kargolar” elde edilebilir. Hedefe yönelik ilaç salınımı
dışında ümit verici bir başka alan da doku mühendisliği ve rejeneratif tıptır. DNA, büyüme ve farklılaşma faktörlerini
gerekli yerlere konumlandırarak doku büyümesine olanak tanıyacak bir çevrenin oluşmasını sağlayabilir.
DNA origaminin bu alandaki kullanımı, doku büyümesi ve rejenerasyonun son derece dinamik bir süreç
olmasından ötürü hâlâ başlangıç aşamasında olsa da kök hücre ve kanser tedavileri açısında son derece
heyecan verici fırsatlar sunabileceği açıktır.
DNA origami; bizleri sayısız şekil ve biçimde yapıların tasarlanabileceği, hayal gücüyle teknolojiyi birleştiren
nano ölçekli bir dünyaya götürüyor. Hâlâ geliştirilmesi gereken yönleri ve giderilmesi gereken eksikleri bulunsa
da bu “sanat”, nanofotonikten doku mühendisliğine, biyofizikten nanotıbba çok geniş bir yelpazede
yenilikler yaratırken belki de günümüzün en bilinen hastalıklarının çaresini de bu minik dünyasında saklıyor.
39