24/03/2026
Gelecekte gıda üretiminin sürdürülebilir ve verimli hale gelmesinde tarım teknolojilerinin yaşamsal bir rol üstleneceğine kesin gözüyle bakılıyor. Artan dünya nüfusu ve iklim değişikliği ve doğal kaynakların sınırlı olması gibi sorunlar, tarımda yeni teknolojilerin kullanılmasını gerekli kılıyor. Bitki genetiği üzerinde yürütülmekte olan çalışmalar sayesinde çiftçiler toprak ve bitki koşullarından maksimum yarar sağlayabilecek ve kaynakları daha verimli kullanabilecek.
Sabancı Üniversitesi Nanoteknoloji Araştırma ve Uygulama Merkezi’nde (SUNUM) Baş Araştırmacısı Nihal Öztolan Erol’a tarım alanında dünyanın karşı karşıya kaldığı sorunlara ilişkin ne gibi çalışmalar yürüttüğünü sorduk. Erol, tarımsal biyoteknolojinin, gelecekte çok kritik bir rol oynayacağına yürekten inanıyor. Öyle ki çocuğunun ileride meslek olarak tarımsal biyoteknolojiyi seçmesi durumunda ona bu doğrultuda her türlü desteği sağlamaya hazır olduğunu söylüyor.
Erol öncelikle GDO ve CRISPR-Cas gibi tekniklerin doğru tanımlanmasının önemine değinerek sorularımızı yanıtladı. Şimdi sözü Nihal Öztolan Erol’a bırakalım:
GDO’lar nedir, stratejileri ve regülasyonu
GDO’lar genetik yapısı genetik mühendisliği teknikleri ile değiştirilmiş organizmalardır. GDO regülasyonu altında tutulan, iki çeşit değişim stratejisi vardır: Bunlar cisgenesis ve transgenesis’tir. Cisgenesis birbiriyle çiftleştirildiklerinde sağlıklı nesiller ortaya koyan bireyler arasındaki genetik mühendisliği araçlarıyla gerçekleştirilmiş gen aktarımıdır. Transgenesis ise birbiriyle çiftleştirilemeyen iki tür arasındaki gen aktarımıdır. Her ikisi de gelişmiş laboratuvar teknikleriyle yapılır ve özel donanım ve uzmanlık gerektirir.
Öte yandan, tarım devriminden bu yana insanların yapay seleksiyonla evcilleştirdikleri türler üzerine yaptıkları gen aktarımı vardır ki buna geleneksel ıslah demekteyiz. Bu ürünler herhangi bir GDO regülasyonuna tabi tutulmazlar. Cisgenesis her ne kadar geleneksel ıslaha benzeyip, ondan genetik olarak daha avantajlı ve daha hızlı sonuçlar ortaya koysa da, gerçekleştirilme teknolojisi laboratuvar işlemlerine dayalı olduğu için GDO regülasyonlarından azat edilemez.
CRISPR ile ilgili önemli sorun
Şimdilerde Avrupa Birliği yasalarına takılan başka bir konu daha var. CRISPR-Cas teknikleri ile yapılan modifikasyonlar GDO sayılacak mı sayılmayacak mı? Bu soruya doğru yanıt verebilmek için öncelikle CRISPR-Cas tekniğini tanımlamak gerekir.
CRISPR-Cas tekniği, bakterilerin virüslere karşı doğal savunma mekanizmasından uyarlanan bir gen düzenleme tekniğidir. Canlı bir organizmanın genetik materyalinde hedeflenen bölgenin hassas şekilde kesilerek küçük ekleme, çıkarma veya değişikliklerle düzenlenmesine olanak sağlar. Bu yöntem daha önce yapılan gen düzenleme tekniklerinden daha az maliyetlidir ve daha kolay yapılır.
Genetik sekanslama maliyetlerinin de düşmesiyle beraber, CRISPR-Cas tekniği birçok laboratuvarda, etkin aktarım yöntemleriyle çeşitli organizmalarda genetik düzenlemenin önünü açmıştır. Bitki ıslahı bağlamında, bu teknik, elit bir bitki çeşidinin ıslah yoluyla üretilme sürecini kısaltır ve ürünü piyasa koşullarına daha hızlı hazırlar.
Tehlikesiz bir yöntem
Bu yöntemin bitki ıslahını etkin bir şekilde değiştireceği yönünde inancım yüksek ve ekosisteme yönelik herhangi bir tehlikesi bulunmamakta. Çünkü günün sonunda piyasaya çıkan üründe herhangi bir transgenik kalıntı kalmıyor. Bitkilerde hangi özelliklerin iyileştirilmesi için kullanılabilir diye soracak olursak, tek bir gen ile kontrol edilen özelliklerde hedef gen üzerinde yapılabilecek bir düzenleme, mesela genellikle belirli bir hastalığa karşı dirençliliği sağlayan genler, her zaman daha etkin sonuçlar ortaya çıkaracaktır.
Gelelim Avrupa Birliği kanunlarının CRISPR-Cas tekniği ile üretilmiş bitkilere karşı aldığı tutuma. AB komisyonu CRISPR-Cas tekniği gibi bitki genetiğini klasik ıslah yöntemlerinden daha hızlı ve hedefe yönelik değiştiren tüm teknolojilere New Genomic Techniques (NGT) adı verdi. İlk başta tüm NGT’leri GDO altında toplayınca CRISPR-Cas sistemi gibi aslında transgenik kalıntı içermeyen teknolojiler ile üretilen ürünler de GDO işareti almak durumunda kaldı.
Avrupa Birliği’nin bulduğu çözüm
Bu duruma gelişmiş tohum üretici şirketler ciddi olarak karşı çıktılar ve AB komisyonu da bu meseleyi masaya yatırdı ve NGT’leri NGT 1 ve NGT 2 olarak iki kategoriye ayırdı. NGT 1 kategorisine giren ürünler eğer düzenleme 20 nükleotid altında yapılmış ise geleneksel ıslah ürünlerine benzer kategoride sayılacak ve herhangi bir işaretleme yapılmayacaktır. NGT 2 kategorisindekiler ise GDO olarak kalacaktır. 20 nükleotid kararı neye bağlı diye sorarsanız, doğada rastgele gerçekleşen benzersiz tek nükleotit mutasyonların gerçekleşme sayısı 19-21 arasında değişmektedir. Dolayısıyla CRISPR-Cas sistemi eğer insan eliyle yapılmış doğal mutasyona benzetilecekse değişim 20 nükleotitin üzerine çıkmamalı. Çıktığı durumda bu sefer ürünler GDO kategorisine sokulacaktır.
Türkiye’de CRISPR-Cas tekniği uygulanıyor mu?
Dünyanın artık birçok yerinde olduğu gibi, Türkiye’de de araştırma amaçlı gerçekleşen bitkilerde CRISPR-Cas çalışmaları yoğun bir şekilde yapılıyor. Bitki genetiği çalışan birçok laboratuvarın (şu an sayıları oldukça yüksek) elinin altında bu tekniğin her materyali bulunuyor. Ayrıca devlet destekleri de açık. O sebeple bizim yaptığımız TÜBİTAK başvurularında CRISPR-Cas tekniğinin geçmediği bir proje planı yoktur.
Öte yandan CRISPR-Cas sistemi ile geliştirilmiş bitkisel ürünlerin araziye ekimi konusunda kesin bir yönetmelik henüz yazılmış değil. Şu an gri alanda bulunan bu konu bence AB komisyonundan çıkan karara göre şekillenecek. Ayrıca CRISPR-Cas ile gen düzenleme tekniği, aslında gen üzerinde iz bırakmayan bir teknik olduğu için herhangi bir markörle klasik GDO’lu ürünler gibi tespit edilebilmeleri mümkün değildir. Eğer Türkiye bu konuda bir kanun getirirse işte o zaman laboratuvarlarda ve Ar-Ge yapan tohum şirketlerinde bu denetimler yapılır diye düşünüyorum. Öte yandan GDO’lu ürünler üzerine sıkı bir denetim var. Bizler Tarım ve Orman Bakanlığı’na yazdığımız bir izin ya da bildirme mektubu ile GDO üzerine araştırma yaptığımızı bildirmekteyiz.
SUNUM’da CRISPR-Cas tekniği ile yapılan çalışmalar
Ben Arabidopsis thaliana model bitkisinde genellikle bu tekniği çalışmaktayım. Araştırdığım genlerin fonksiyonlarını teyit etmek amaçlı bu tekniği kullanıyorum. 2022-2024 yılları arasında araştırmacı olarak katıldığım TÜBİTAK 1505 projesinde ilk defa tek duvarlı karbon nanotüpler aracılığı ile kabak yaprağında gen aktarımı yapıp bölgesel CRISPR-Cas9 aracılı mutasyon işlemini gerçekleştirmiştim. Bu proje itibarıyla nanoparçacık aracılı gen aktarımı çalışmalarına başladım. Selenyum nanoparçacıkları kullanıyorum.
Selenyum nanoparçacıklar bitkiye zarar vermeden dokulardan hücre içine kadar yolculuk ederken üzerine yüklediğimiz DNA moleküllerini de beraberinde hücre içine geçirirler. Boyutları bitki hücre duvarından daha küçük olduğu için aktarımları da etkindir. Son aldığımız TÜBİTAK 1001 ve 3501 destekleri ile bu parçacıkların bitkilerde kullanımını iki şekilde planlamaktayız:
1. Kabak ve Arabidopsis thaliana’da doku üzerinden gen aktarımı,
2. Abiyotik strese direnç sağlayan proteinlerin bitki dokuları üzerine zarar vermeden uygulanması.
2029 yılında sonlanacak bu iki proje ile tarım sektörüne tek bir malzemenin iki şekilde kullanılmasına yönelik çığır açıcı bir malzeme sunmuş olacağız.
Bitkisel atıkların değerlendirilmesi üzerine çalışmalar
Ayrıca bitkisel atıklardan, SUNUM lider araştırmacılarından Tülay İnan tarafından elde edilen nanoselülozların toprak düzenleyici özellikleri üzerine SUNUM’da çalışmalar yapmaktayız. Bu malzemelerin fonksiyonelleşmeleri sayesinde toprağın verimini ve su tutuşunu artırabilir miyiz sorusunu araştırmaktayız. Böylece bitkisel atıkların tekrar değerlendirilmesini sağlamış olacağız.
İstilacı bitki zararlılarını engelleyen proje
Daha önce de işaret ettiğim TÜBİTAK 1505 projesinden bahsetmek isterim. Bu projenin çıkış noktası, iklim değişikliği sebebiyle alt tropik iklim hattının Türkiye’nin güney bölgelerine doğru uzaması sonucunda istilacı bitki zararlılarından beyaz sineğin kabak bitkilerine zarar vermesidir. Bu beyaz sinek bitki yapraklarına yerleşip bitkinin iletim demetlerine salgıladığı sıvılar ile kabak yapraklarında gümüşlenmeye sebep olurken, kabak meyvesinin kalitesini ciddi şekilde düşürür. SUNUM baş araştırmacılarından Stuart J. Lucas’ın yürütücülüğünde, bu projede bu beyaz sineğin sebep olduğu hasara karşı dirençliliği sağlayan genleri araştırdık. Bir tohum şirketi ile ortak yürüttüğümüz bu proje sonunda, aday genleri bu şirketin kullanımına bırakmış olduk.
Tarımsal biyoteknoloji alanında deneyim
Doktorayı da katarsak aslında 2009’dan beri bu işteyim. Hollanda’da Wageningen Üniversitesi’nde çok değerli hocalarımla doktoramı tamamladıktan sonra Hollanda menşeli uluslararası bir şirkette Ar-Ge bölümünde biyoteknoloji ile ıslahın bir noktada birleştiği bir görev aldım. Bu şekilde tarımda biyoteknolojinin nasıl kullanıldığını orada net bir şekilde öğrendim. Bu bende engellenemez bir merak bıraktı. Türkiye’ye döndükten sonra bitki genetiği çalışmalarıma devam ettim. 2021’den beri de SUNUM’da tarımsal biyoteknoloji alanında çalışmalarıma devam etmekteyim.
Ülkemizde teknoloji kullanımı çok düşük seviyelerde
Hollanda’da edindiğim bilgileri hala bu alanda kullanmaktayım. Bu eşsiz deneyim benim akademi dışında tarımsal biyoteknolojinin uygulanabilir taraflarını gösterdi. Şirketlerin ilgisini çekebilecek konuları çalışmalarımda her zaman ön plana koydum. Tabii temel bilimle de ilgileniyorum. Örneğin ilk aldığım TÜBİTAK 1002 projesi ile azot kullanım etkinliğinin genetik yapısını Arabidopsis thaliana bitkisinde araştırmıştım. Bu temel bilim araştırması şu an güzel sonuçlara doğru ilerlemekte. Hatta yeni bir proje için hazırlık yapmaktayım. Fakat yılların getirdiği deneyim ve bakış açısı dikkatimi uygulamalı bilime çevirmemi sağlıyor.
Türkiye’de tarımsal biyoteknolojinin geliştirilmesi ve daha fazla desteklenmesi gerekiyor. Türkiye, dünyada tarımsal üretimi en yüksek ülkeler arasında yer alırken, teknoloji kullanımı çok düşük seviyelerde. Halbuki iklim değişikliği ve insanların doğaya verdiği zarar tarımı olumsuz etkiliyor. Bu sebeple tarımda ileri teknolojilere devlet desteği daha fazla yapılmalıdır diye düşünüyorum.
