Lise Öğrencileri Uzaktan Robotik Otomasyon Kullanarak Çoklu Antibiyotik Direncine Sahip Bakteri Suşları Evrimleştirdi

Massachusetts Üniversitesi Tıp Fakültesi (Worcester, MA A.B.D.) Sistem Biyolojisi bölümünden Yard. Doç. Dr. Amir Mitchell ve Weizmann Yüksek Teknoloji Enstitüsü (Rehovot, Israil) Bilim Eğitimi bölümünden Profesör Dr. Anat Yarden önderliğindeki bilim insanları STEM (bilim, teknoloji, mühendislik ve matematik) ve uzaktan eğitim konularında yeni bir metoda imza attılar. Özet olarak, proje lise öğrencilerine okul şartlarından bağımsız bir şekilde robotik sıvı transfer teknolojilerini internet üzerinden ve coğrafi engeller olmaksızın kullanarak kendi deneylerini yapmayi ve sonuçlarını analiz etmeyi öngörüyor. İsrail’den ve Amerika Birleşik Devletleri’nden toplamda 8 liseden katılan 150 öğrenci, lab evrimi yöntemi kullanarak normalde antibiyotik direnci olmayan bir Esherichia coli (insan mikrobiyotasina ait bir bakteri) türünü birçok antibiyotiğe karşı dirençli hale getirdi. Her ne kadar kulağa çok korkunç gelse de amaç aslında öğrencilerin bakterilerin ne kadar kolay bir şekilde antibiyotik direnci geliştirebileceği gerçeğini deneyimleyerek öğrenmesiydi. Plos Biology dergisinde yayınlanan çalışmanın ekibinde bir Türk öğrenci de var. Ekip olarak Serkan Sayın’ı bulduk ve onunla çalışmalarının önemi hakkında röportaj yapmaya karar verdik.

Serkan Sayın kimdir? Kendi cümlelerinden tanıyalım.

“Merhaba, Ben Serkan Sayın. Izmir Yüksek Teknoloji Enstitusu Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü’nden 2013 yılında mezun oldum. Egitimim sirasinda ABD’de staj yapma ve Isvec Goteborg universitesinde bir dönem okuma firsatı buldum. Sonrasında Master eğitimimi  Almanya Bonn Üniversitesi Yaşam ve Tibbi Bilimler bölümünde tamamladim. Master projemde o zamanlar çok popüler olan CRISPR/Cas9 teknolojisi ile çalıştım. Sonrasında ise doktora eğitimim icin Amerika Birleşik Devletleri’nde Massachusetts Üniversitesi Tıp Fakültesi’ne geldim. Şu anda sistem biyolojisi alanında doktora yapmaktayım. Doktora çalışmamda vücudumuzda bulunan mikrobiyota bakterilerin evrimini araştırmaktayım.”

Teşekkürler Serkan,yukarıda bahsettiğimiz çalışmanız henüz Plos Biology adlı dergide yayınlandı. Senin de yazarlarından biri olduğun bu çalışmanın önemi nedir? Senin ağzından dinleyelim.

“Bizim çalışmamız bilimsel ve teknolojik olanaklari kısıtlı olan lise grubu (K12 seviyesi) öğrencilerin, imkanlardan bağımsız olarak deney yapabilmesini sağlıyor. Oluşturduğumuz online platform ve sahip olduğumuz robotik sistemler ile kilometrelerce uzaktan öğrencilerin kendi komutlarıyla deney yapabilmesine, sonuclari analiz edip deneyin bir sonraki aşamasına karar vermelerine olanak sağlıyor. En önemli nokta ise öğrencilerin biyolojideki temel konseptleri deneyimleyerek, gözlemleyerek ve yorumlayarak öğrenmeleri ve beklenmedik sonuçlarla karşılaştıklarında bunlara öğrencilere çözüm üretmeyi öğretiyor. “

Çalışmanızda çoklu antibiyotiğe dirençli suşları evrimleştirdiniz. Hiç beklenmedik sonuçlarla karşılaştınız mı? Aynı zamanda böyle bir bakteri türü evrimleştirmek tehlikeli değil mi?

“Ögrencilerin en cok şaşırdıkları kısım beklenmedik sonuçlardı. Biz onlara 3 farklı grup antibiyotikten 3 dozda(düşük, orta ve yüksek) seçim yapma seçeneği sunduk. Öğrenciler yavaş yavaş dozu yukselttikçe dirençli bakterileri de pozitif seçilimle üretiyorlardi fakat bazi durumlarda öğrenciler birden yüksek doz antibiyotik ile deneye başladıklarında bütün bakterilerin ölmesine sebep oldular. Ya da bazı ögrenciler bakterilerinin hic mağruz bırakılmayan bir antibiyotiğe karsi direnç geliştirdiklerini gördüler. Bunun tamamen olasi bir mekanizma olduğunu proje sırasında ögrendiler. Projede patojenik olmayan bir E. coli kullandık ve bütün deneyler biyogüvenlik düzeyi uygun laboratuvar ortaminda yapıldığı için bu suşlar bir tehlike barındırmıyor”.

Teşekkürler Serkan, aslında lise öğrencilerinin laboratuvar ortamında derslerde gördükleri süreçleri gözlemlemeleri olağanüstü heyecan verici. Yayınınızda aynı zamanda bir spektrofotometre yaptığınızı hatta bu heyecan verici teknolojik cihazın okurlar tarafından yapılabilmesi için gerekli direktifleri de gösteriyorsunuz. Bu süreç nasıl gelişti?

Evet bu cihaz projenin en heyecanlı kısımlarından birisiydi. Çünkü ben bir moleküler biyolog olarak elektroniğe ilgili olsam da bu tarz bir cihaz yapımında hiç rol almamıştım. Bu cihaz elektronik devre için arduino teknolojisini kullanıyor. Öğrencilerin 2 ml tüp içerisindeki bakteri densitesini ölçmelerine olanak sağlıyor. Ayrıca deney tüpünü ve devreyi tutan kısımları ise 3 boyutlu baskı teknolojisini kullanarak ürettik. Kutusunu ise akrilik malzemeden lazer ile kestik. Bu spektrofotometre 15$ (yaklaşık 90TL) gibi ucuz bir fiyata yapılabiliyor. Bu cihazı projeye katılan tüm sınıflara gönderdik ve öğrenciler proje başlamadan kendi okullarında basit bakteri deneyleri yaptılar.

Teşekkürler ve tebrikler Serkan. Son olarak bu çalışma Youtube üzerinden canlı yayında yayınlandı. Okurlarımızla paylaşıyoruz ve sana bilim dolu hayatında bol şans ve başarılar diliyoruz.

Kaynaklar

Dahan O, Dorfman B-S, Sayin S, Rosener B, Hua T, Yarden A, et al. (2019) Harnessing robotic automation and web-based technologies to modernize scientific outreach. PLoS Biol 17(6): e3000348. https://doi.org/10.1371/journal. pbio.3000348

https://mitchell-lab.umassmed.edu/evolution

Caglar Cil hakkında
Türkiye'nin kendimce en güzel şehirlerinden birinde, Denizli'de, dünyaya geldim. Liseyi Denizli Anadolu Lisesi'nde okudum. İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü (İYTE) Moleküler Biyoloji ve Genetik mezunuyum. Şu an yine aynı üniversitede yüksek lisans yapmaktayım. Lisans hayatım boyunca Lodz Üniversitesi, Göteborg Üniversitesi ve Toronto Üniversitesi'nde araştırmalara katıldım. Bu çalışmalar sonucunda Cardiovascular Research ve Journal of Dental Research'te yayınlanan çalışmalarımız var. Öykü yazmayı seviyorum. Öykü Fanzin'de yayınlanan öyküm ve İYTE'de almış olduğum bir "birincilik" bir de "ikincilik" ödülüm var. Almanca öğreniyorum, İngilizce konuşabiliyorum, az çok keman çalabiliyorum. Amacım Türkiye okuyucusuna bilimi sevdirmek, zaman buldukça eğlencesine bilimsel haberleri paylaşmak.

1 Comment

Bir yanıt bırakın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.


*