Synthetic cellular systems for whole cell biocatalysis

Sentetik biyoloji disiplinler arası temel bilim ve mühendislik yaklaşımlarını kullanarak yeni sentetik sistemler yaratan veya halihazırda mevcut biyolojik sistemleri taklit etmeye çalışan bir bilim dalıdır. Biyokataliz bu halihazırda mevcut biyolojik sistemlerdendir ve kimyasal reaksiyonlar için enzim kullanılması gibi sıradışı bir yöntem içerdiği için yaygın olarak çalışılan bir konudur. Etkili, çevre dostu ve de kimyasal yöntemlere oranla çok daha az ekstra reaksiyona girecek madde gerektirdiği için ilgi çekici bir konudur. Enzimlerin seçici özelliklerinden dolayı, oluşan ürünleri ayırmak da daha kolaydır. Enzimler basitinden karmaşığına bir çok reaksiyonu katalizleyebilirler ancak onların da kendilerine özel, hassas yapılarından dolayı ve genellikle izole edilmeyi gerektirdikleri için oluşan sorunları vardır. Bunların en büyükleri, kurulan sistemlerin sürdürülebilirliği, enzimlerin çabuk bozulması ve genellikle sistemlerin modüler olmamalarıdır. Günümüzde oldukça gelişen rekombinant DNA teknolojiler ve bakterilerdeki salgılama gibi mekanizmalarla ilgili keşifler bu sorunlara çözüm olacak sentetik biyoloji olanakların önünü açmıştır. Sürdürülebilirlik sorununa olan yaklaşımlardan biri biyofilm kullanmaktır. Biyofilmler sisteme modülerlik sağlarken hücreleri, dolayısıyla da enzimleri koruyup, enzimlerin yenilenmesi için uygun bir ortam hazırlamaya yardımcı olur. Bu çalışmada 2 tane sentetik hücre sistemi sunarak biyokatalizin sorunlarını çözmeye yöneliyoruz. Sistemlerimizi, biyofilmler üzerinde mühendislik çalışması yaparak oluşturuyoruz. Ayrıca sistemlerimizin etkinliğini artırmaya yönelik bir regülasyon parçası kullanımı da öneriyoruz ve test ediyoruz.