How we're harnessing nature's hidden superpowers | Oded Shoseyov

Çeviri: Meltem Sendag Gözden geçirme: Yunus ASIK

Two hundred years of modern science.

200 yıllık modern bilim.

We have to admit

İtiraf etmeliyiz ki;

that our performance is not great.

performansımız o kadar da iyi değil.

The machines we build continue to suffer from mechanical failures.

Yaptığımız makineler mekanik hatalar yüzünden bozulmaya devam ediyor.

The houses we build do not survive severe earthquakes.

Yaptığımız evler şiddetli depremlere dayanamıyor.

But we shouldn't be so critical of our scientists for a simple reason:

Yine de, bilim insanlarımıza karşı o kadar da eleştirel olmamalıyız.

Basit bir sebep yüzünden: Pek fazla zamanları yoktu.

they didn't have much time.

Two hundred years is not a lot of time,

200 yıl çok fazla bir zaman değil,

while nature had three billion years

doğanın,

3 milyar yılı vardı,

to perfect some of the most amazing materials,

bazı harika maddeleri mükemmelleştirmesi için.

that we wish we had in our possession.

Elimizde de olmasını isteyeceğimiz maddeler.

Remember, these materials carry a quality assurance

Unutmayın ki, bu maddeler

3 milyar yılın kalite garantisini taşıyor.

of three billion years.

Take, for example, sequoia trees.

Mesela, sekoya ağaçları.

They carry hundreds of tons for hundreds of years

Yüzlerce tonu yüzlerce sene taşıyabiliyor.

in cold weather, in warm climates,

Soğuk havada, sıcak iklimlerde,

UV light.

UV ışınlarının altında.

Yet, if you look at the structure by high-resolution electron microscopy,

Eğer yapısına yüksek çözünürlüklü elektron mikroskobuyla bakarsanız

and you ask yourself, what is it made of,

ve yapısının ne olduğunu merak ederseniz,

surprisingly, it's made of sugar.

şaşırtıcı bir şekilde

şekerden yapılmış olduğunu görürsünüz.

Well, not exactly as we drink in our tea.

Tam olarak çayımıza koyduğumuz şekerden değil.

It's actually a nanofiber called nanocrystalline cellulose.

Bu, Nanokristalin Selüloz denilen bir nanofiber.

And this nanocrystalline cellulose is so strong, on a weight basis,

Ve bu nanokristalin selüloz çok güçlü. Çelikten 10 kat daha güçlü.

it's about 10 times stronger than steel.

Yet it's made of sugar.

Ve şekerden yapılmış.

So scientists all over the world believe that nanocellulose

Bu yüzden, tüm dünyadaki bilim insanları nanoselülozun

is going to be one of the most important materials for the entire industry.

sektörün en önemli materyallerinden biri olacağında hemfikir.

But here's the problem:

Ancak problem şurada:

say you want to buy a half a ton of nanocellulose

Diyelim ki yarım ton nanoselüloz almak istiyorsunuz,

to build a boat or an airplane.

bir tekne veya uçak yapmak için.

Well, you can Google, you can eBay, you can even Alibaba.

Google, eBay veya Alibaba'da bile arasanız,

You won't find it.

bulamayacaksınız.

Of course, you're going to find thousands of scientific papers --

Tabii, binlerce akademik makale bulabilirsiniz --

great papers, where scientists are going to say this is a great material,

Nanoselülozun mükemmel bir madde olduğunu söyleyen çok iyi makaleler,

there are lots of things we can do with it.

bu maddeyle yapabileceğimiz çok fazla şey derler.

But no commercial source.

Ancak ticari bir kaynak yok.

So we at the Hebrew University, together with our partners in Sweden,

Hebrew Üniversitesi'nden bizler, İsveç'teki ortaklarımızla,

decided to focus on the development of an industrial-scale process

nanoselüloz üretmek için endüstriyel ölçekte bir süreç

to produce this nanocellulose.

geliştirilmesine odaklanmaya karar verdik.

Ve tabii, ağaçları kesmek istemedik.

And, of course, we didn't want to cut trees.

So we were looking for another source

O yüzden başka bir hammadde kaynağı aradık

of raw material,

and we found one -- in fact, the sludge of the paper industry.

ve bir tane bulduk --

kâğıt endüstrisinin atıkları.

The reason: there is a lot of it.

Sebep: Çünkü çok fazla vardı.

Europe alone produces 11 million tons

Avrupa, tek başına yıllık olarak bu materyalden

11 milyon ton üretiyordu.

of that material annually.

It's the equivalent of a mountain three kilometers high,

Bu miktar,

bir futbol sahasında,

3 kilometre yüksekte duran bir dağın

sitting on a soccer field.

hacmine eşit.

And we produce this mountain every year.

Ve bu dağı her sene üretiyoruz.

So for everybody, it's an environmental problem,

Yani herkes için bir çevre sorunu oluşturuyor.

and for us, it's a gold mine.

Bizim için ise, altın madeni değerinde.

So now, we are actually producing, on an industrial scale in Israel,

Artık, endüstriyel ölçekte, İsrail'de nanoselüloz üretiyoruz.

nanocellulose, and very soon, in Sweden.

Çok yakında, İsveç'te.

We can do a lot of things with the material.

Bu maddeyle birçok şey yapabiliriz.

For example,

Mesela, gördük ki;

we have shown that by adding only a small percent of nanocellulose

pamuk liflerine -- gömleğimin yapılmış olduğu madde --

into cotton fibers, the same as my shirt is made of,

çok az yüzdeyle nanoselüloz eklediğimizde

it increases its strength dramatically.

dayanıklılığı inanılmaz bir şekilde artıyor.

So this can be used for making amazing things,

Bunu harika şeyler yapmakta kullanabiliriz.

like super-fabrics for industrial and medical applications.

Endüstriyel ve tıbbi uygulamalar için süper lifler olarak mesela.

But this is not the only thing.

Sadece bu da değil.

For example, self-standing, self-supporting structures,

Mesela, kendi kendine durabilen, kendine yeten yapılar,

like the shelters that you can see now,

şu an görebildiğiniz sundurmalar örneğin,

actually are now showcasing in the Venice Biennale for Architecture.

Venedik Mimari Bienali'nde sergilenmekte.

Nature actually didn't stop its wonders

Doğanın harikaları,

in the plant kingdom.

bitki krallığında bitmek bilmiyor.

Think about insects.

Böcekleri düşünün.

Cat fleas, for example,

Kedi pireleri, örneğin,

have the ability to jump about a hundred times their height.

kendi boylarının 100 katı kadar zıplama yeteneğine sahip.

That's amazing.

Bu harika.

It's the equivalent of a person

New York'taki Özgürlük Adası'nın ortasında duran bir insanın

standing in the middle of Liberty Island in New York,

bir sıçrayışta

and in a single jump,

Özgürlük Heykeli'nin tepesine

going to the top of the Statue of Liberty.

ulaşmasına eşdeğer.

I'm sure everybody would like to do that.

Eminim herkes bunu yapabilmek ister.

So the question is:

O hâlde, asıl soru:

How do cat fleas do it?

Kedi pireleri bunu nasıl yapıyor?

It turns out, they make this wonderful material,

Görünen o ki, resilin denilen

which is called resilin.

harika bir madde üretiyorlar.

In simple words, resilin, which is a protein,

Basitçe anlatmak gerekirse, bir protein olan resilin,

is the most elastic rubber on Earth.

dünyadaki en elastik kauçuk.

You can stretch it,

Gerebilirsiniz,

you can squish it,

ezebilirsiniz,

and it doesn't lose almost any energy to the environment.

çevreye neredeyse hiç enerji yitirmez.

When you release it -- snap!

Bıraktığınızda --snap!

It brings back all the energy.

Tüm enerjisini geri alır.

So I'm sure everybody would like to have that material.

Eminim herkes bu maddeye sahip olmak ister.

But here's the problem:

Ancak sorun şurada:

to catch cat fleas is difficult.

Kedi pirelerini yakalamak çok zor.

(Laughter)

(Kahkahalar)

Why? Because they are jumpy.

Neden? Çünkü çok zıplıyorlar.

(Laughter)

(Kahkahalar)

But now, it's actually enough to catch one.

Ancak aslında, bir tanesini yakalamak yeterli.

Now we can extract its DNA

Böylece DNA'sını çıkarabilir,

and read how cat fleas make the resilin,

kedi pirelerinin nasıl resilin ürettiğini okuyabilir

and clone it into a less-jumpy organism like a plant.

ve daha az hareket eden bir organizmada kopyalayabiliriz,

mesela bitki gibi.

So that's exactly what we did.

Tam olarak böyle yaptık.

Now we have the ability to produce lots of resilin.

Şu anda istediğimiz kadar resilin üretebiliyoruz.

Well, my team decided to do something really cool at the university.

Ekibim, üniversitede çok iyi bir şey yapmaya karar verdi.

They decided to combine

Bitki krallığının ürettiği en dayanıklı madde ile

the strongest material produced by the plant kingdom

with the most elastic material produced by the insect kingdom --

böcek krallığının ürettiği en elastik maddeyi

birleştirmeye karar verdiler --

nanocellulose with resilin.

nanoselüloz ve resilin.

And the result is amazing.

Sonuç harika.

This material, in fact, is tough, elastic and transparent.

Bu madde, çok sağlam, elastik ve saydam.

So there are lots of things that can be done with this material.

Yani, bu madde ile yapılabilecek çok fazla şey var.

For example, next-generation sport shoes,

Mesela, yeni nesil spor ayakkabıları,

so we can jump higher, run faster.

daha yükseğe zıplayabilmemiz, daha hızlı koşabilmemiz için

And even touch screens for computers and smartphones,

ve hatta,

bilgisayar ve akıllı telefonlar için dokunmatik ekranlar,

that won't break.

kırılmayacak olanlarından.

Well, the problem is, we continue to implant

Şöyle bir sorunumuz var:

Vücudumuza sentetik implantlar yerleştirmeye devam ediyoruz,

synthetic implants in our body,

which we glue and screw into our body.

adeta vücudumuza uhulayıp vidalıyoruz.

And I'm going to say that this is not a good idea.

Bunun iyi bir fikir olmadığını söyleyeceğim.

Why? Because they fail.

Neden? Çünkü başarıya ulaşamıyor.

This synthetic material fails,

Sentetik madde başarılı olamıyor,

just like this plastic fork,

aynı plastik bir çatal gibi.

that is not strong enough for its performance.

Yapacağı iş için yeterince güçlü değil.

But sometimes they are too strong,

Bazen de çok güçlü olabiliyorlar.

and therefore their mechanical properties do not really fit

Bu nedenle mekanik özellikleri çevrelerindeki dokulara

their surrounding tissues.

uyum sağlayamıyor.

But in fact, the reason is much more fundamental.

Aslında, çok daha temel bir sebebi var:

The reason is that in nature,

Doğada

there is no one there

hiçbir şey yok ki;

that actually takes my head and screws it onto my neck,

benim kafamı alıp boynumun üzerine vidalayabilsin

or takes my skin and glues it onto my body.

veya cildimi alıp vücudumun

üzerine yapıştırabilsin.

In nature, everything is self-assembled.

Doğada her şey kendi kendine oluşuyor.

So every living cell,

Yani her canlı hücrenin,

whether coming from a plant, insect or human being,

bitki, böcek veya insan hücresi de olsa,

has a DNA that encodes for nanobio building blocks.

nanobiyo parçalar üretmeye kodlanmış bir DNA'sı var.

Many times they are proteins.

Çoğu zaman bunlar proteinler.

Other times, they are enzymes that make other materials,

Bazı zamanlar, başka materyaller üreten enzimler,

like polysaccharides, fatty acids.

polisakkaridler, yağ asitleri gibi.

And the common feature about all these materials

Bu maddelerin ortak özelliği ise;

is that they need no one.

hiçbir şeye ihtiyaç duymamaları.

They recognize each other and self-assemble

Birbirlerini tanıyıp kendi kendilerine organize oluyorlar

into structures -- scaffolds on which cells are proliferating

ve bir yapı kuruyorlar --

hücrelerin üzerlerinde hızla çoğalıp dokuları oluşturduğu iskelet yapılarını.

to give tissues.

Bu dokular organlara dönüşüyor ve hep beraber hayatı oluşturuyorlar.

They develop into organs, and together bring life.

Hebrew Üniversitesi'nde bizler, 10 sene önce,

So we at the Hebrew University, about 10 years ago, decided to focus

insanlar için muhtemelen en önemli olan biyomateryale odaklanmaya karar verdik:

on probably the most important biomaterial for humans,

which is collagen.

Kolajen. Neden kolajen?

Why collagen?

Because collagen accounts for about 25 percent of our dry weight.

Çünkü kolajen kuru ağırlığımızın yaklaşık %25'ini oluşturuyor.

We have nothing more than collagen, other than water, in our body.

Su dışında, kolajenden daha fazla olan bir materyal yok vücudumuzda.

So I always like to say,

Her zaman söylemekten hoşlandığım gibi,

anyone who is in the replacement parts of human beings

insana ait parçaları yerleştirmekle uğraşan kimseler

would like to have collagen.

kolajene sahip olmak isterler.

Admittedly, before we started our project,

İtiraf etmek gerekirse, projeye başlamadan önce,

there were already more than 1,000 medical implants

halihazırda 1000'den fazla kolajenden yapılmış

made of collagen.

medikal implant vardı.

You know, simple things like dermal fillers to reduce wrinkles,

Bilirsiniz, kırışıklıkları azaltmak için cilt dolguları,

augment lips,

dudak büyütücüleri veya daha komplike medikal implantlar,

and other, more sophisticated medical implants, like heart valves.

kalp kapakçıkları gibi.

So where is the problem?

O zaman sorun nerede?

Well, the problem is the source.

Sorun, kaynakta.

The source of all that collagen

Buradaki kolajenin tümü,

is actually coming from dead bodies:

ölü bedenlerden geliyor:

dead pigs, dead cows

Ölü domuzlar, ölü inekler,

and even human cadavers.

hatta insan kadavralarından bile.

So safety is a big issue.

Bu yüzden güvenirlik kısmı önemli.

But it's not the only one.

Ancak tek sorun bu değil.

Also, the quality.

Aynı zamanda, kalite de önemli.

Now here, I have a personal interest.

Şimdi burada, özel bir ilgimden bahsetmek istiyorum.

This is my father, Zvi, in our winery in Israel.

Bu benim babam, Zvi, İsrail'deki şaraphanemizde.

A heart valve, very similar to the one that I showed you before,

Size önceden gösterdiğime benzer bir kalp kapakçığı,

seven years ago, was implanted in his body.

7 sene önce, ona takılmıştı.

Now, the scientific literature says that these heart valves start to fail

Şimdi, bilim diyor ki, bu kalp kapakçıkları

operasyondan 10 sene sonra bozulmaya başlıyor.

10 years after the operation.

No wonder:

Hiç şaşırtıcı değil:

they are made from old, used tissues,

Eski, kullanılmış dokulardan yapılıyorlar,

just like this wall made of bricks that is falling apart.

aynı tuğlalardan yapılan bu duvarın çökmesi gibi.

Yeah, of course, I can take those bricks and build a new wall.

Tabii ki, bu tuğlaları alıp

yeni bir duvar örebilirim.

But it's not going to be the same.

Ancak aynısı olmayacaktır.

So the US Food and Drug Administration

Amerika Gıda ve İlaç Kurumu, 2007'de bir bildiri yayımlayarak,

made a notice already in 2007,

asking the companies to start to look for better alternatives.

şirketlerden daha iyi alternatifleri araştırmalarını istemişti.

So that's exactly what we did.

Biz de tam olarak öyle yaptık.

We decided to clone all the five human genes responsible

İnsanlardaki 1.tür kolajeni yapan 5 insan genini

for making type I collagen in humans

into a transgenic tobacco plant.

trangenik tütün bitkisine kopyaladık.

So now, the plant has the ability to make human collagen brand new,

Şu anda, bu bitki yepyeni insan kolajeni üretme yetisine sahip,

yepyeni,

untouched.

el sürülmemiş.

This is amazing.

Bu harika bir şey.

Şu anda bunu yapabiliyoruz.

Actually, it's happening now.

Today in Israel, we grow it in 25,000 square meters of greenhouses

İsrail'de 25.000 metrekarelik seralarda bunu yetiştiriyoruz.

all over the country.

Tüm ülkede.

The farmers receive small plantlets of tobacco.

Çiftçiler bunu küçük bitkiler hâlinde alıyorlar.

It looks exactly like regular tobacco,

Aynı normal tütün gibi görünüyor.

except that they have five human genes.

5 insan geni taşıyor olmalarının dışında.

They're responsible for making type I collagen.

1. tür kolajen üretebiliyorlar.

We grow them for about 50 to 70 days,

50 ila 70 gün boyunca büyütüyoruz,

we harvest the leaves,

yapraklarını topluyoruz

ve soğutuculu kamyonlarla

and then the leaves are transported by cooling trucks to the factory.

fabrikaya taşıyoruz.

There, the process of extracting the collagen starts.

Burada, kolajeni çıkarma işlemleri başlıyor.

Now, if you ever made a pesto -- essentially, the same thing.

Eğer pesto yaptıysanız -- aslında aynı işlem.

(Laughter)

(Kahkahalar)

You crush the leaves, you get the juice that contains the collagen.

Yaprakları eziyorsunuz,

kolajen içeren suyu çıkarıyorsunuz,

We concentrate the protein,

proteini konsantre hâle getiriyoruz,

transfer the protein to clean rooms for the final purification,

son arındırma için proteini temiz yerlere taşıyoruz.

and the end result is a collagen identical to what we have in our body --

Son noktada, vücudumuzdaki kolajenin aynısını elde ediyoruz --

untouched, brand new

el değmemiş, yepyeni.

and from which we make different medical implants:

Bununla çeşitli medikal implantlar üretiyoruz:

bone void fillers, for example,

Kemik boşlukları dolgusu mesela,

for severe bone fractures, spinal fusion.

ciddi kemik kırıkları, omurga füzyonu için.

Hatta son zamanlarda, Avrupa'da piyasaya,

And more recently, even,

we've been able to launch into the market here in Europe

diyabetik ayak ülseri için akıcı bir jel sürdük,

a flowable gel that is used for diabetic foot ulcers,

that is now approved for use in the clinic.

şu anda tıbbi tedavilerde kullanımı onaylandı.

This is not science fiction.

Bu bir bilim kurgu değil.

This is happening now.

Şu anda bu oluyor.

İnsan vücudunun çeşitli yerlerine yerleştirebileceğimiz

We are using plants to make medical implants

medikal implantlar yapmak için

for replacement parts for human beings.

bitkileri kullanıyoruz.

In fact, more recently, we've been able to make collagen fibers

Aslında, son zamanlarda kolajen lifler yapabilmeye başladık.

which are six times stronger than the Achilles tendon.

Aşil tendonundan 6 kat daha güçlü.

That's amazing.

Bu mükemmel.

Together with our partners from Ireland,

İrlanda'daki partnerlerimizle beraber,

we thought about the next thing:

bir sonraki adımı düşündük:

adding resilin to those fibers.

Bu liflere resilin eklemek.

By doing that,

Bunu yaparak süperlif geliştirmiş olacağız,

we've been able to make a superfiber

which is about 380 percent tougher,

%380 daha güçlü,

and 300 percent more elastic.

%300 daha esnek.

İşin garip yanı şu ki, gelecekte bir hastaya,

So oddly enough, in the future,

when a patient is transplanted with artificial tendons or ligaments

bu liflerden yapılmış yapay tendon veya bağ doku

made from these fibers,

nakledildiğinde

we'll have better performance after the surgery

ameliyattan sonraki performansı,

than we had before the injury.

hasar görmeden öncekinden çok daha iyi olacak.

So what's for the future?

Peki, gelecekte bizi neler bekliyor?

In the future, we believe we'll be able to make

Gelecekte, inanıyoruz ki,

doğanın bize bahşettiği birçok nanobiyo yapı parçalarını --

many nanobio building blocks that nature provided for us --

kolajen, nanoselüloz, resilin ve daha birçoklarını yapabiliyor olacağız.

collagen, nanocellulose, resilin and many more.

And that will enable us to make better machines perform better,

Bu sayede, daha iyi makineler, daha iyi performans gösterecekler,

even the heart.

kalp bile.

Now, this heart is not going to be the same

Kalp, bir bağışçıdan aldığımız gibi değil,

as we can get from a donor.

It will be better.

ondan da daha iyi olacak.

It actually will perform better

Performansı daha iyi olacak

and will last longer.

ve kullanım süresi daha uzun olacak.

My friend Zion Suliman once told me

Arkadaşım Zion Suliman

bir keresinde zekice bir şey söylemişti.

a smart sentence.

He said, "If you want a new idea,

Demişti ki, "yeni bir fikir duymak istiyorsanız,

you should open an old book."

eski bir kitaba bakmalısınız."

And I'm going to say that the book was written.

Ben de diyorum ki, bu kitap zaten yazıldı.

It was written over three billion years

Evrimin 3 milyar yılı boyunca yazıldı.

of evolution.

And the text is the DNA of life.

Ve içeriği, hayatın DNA'sı.

All we have to do

Tek yapmamız gereken,

is read this text,

bu metni okumak,

embrace nature's gift to us

doğanın bu armağanına kucak açmak

and start our progress from here.

ve ilerlemeye buradan başlamak.

Thank you.

Teşekkürler.

(Applause)

(Alkışlar)