Bu Biyoteknolojik Böcek Kovucu Yemek için Yeterince Güvenli

Fotoğraf : Nootkatone’un kokusu insanlar için hoştur ama böcekler için değil. Greyfurtta bulunan seskiterpenoid’in artık böcek kovucu olarak kullanılması için yeşil ışık yakıldı. Elizaveta Galitckaia / Alamy (Hazır Fotoğraf).

ABD Çevre Koruma Ajansı’nın (EPA) Ağustos ayında aldığı bir karara göre, aslen greyfurt kabuğundan elde edilen ve transgenetik mayaların kullanılmasıyla yapılan bir bileşik, böcek kovucu ya da böcek ilacı olarak kullanılabilir. Haşere kontrolü için bu bileşiğin yani nootkatonun elde edilmesi şirketlerce bitkilerden, fermantasyonla çokça değerli biyomoleküllerin eldesiyle mümkün ancak yeni yeni gelişen metabolik mühendislik endüstrisinin temelini güçlendirecek olan bu uygulama ile bileşenin daha az maliyetle elde edilmesi söz konusu. İsviçre, Reinach merkezli Evolva ve ABD Hastalık Kontrol ve Önleme Merkezi (CDC) ‘nin işbirliği ile bu ürün geliştirildi.

Nootkatone, bu endüstride(metabolitik mühendisliği) haşere kontrolüne yönelik ilk girişimdir. Ancak piyasadaki mikroorganizmalarla üretilen ilk biyomolekül değil; diğerleri şuan zaten satılıyor. Kısa bir liste ile; vanilyanın karakteristik lezzetini taşıyan bir bileşik olan vanilin, sağlık alanında takviye olarak satılan resveratrol, tatlandırıcılarda anahtar molekül olarak bulunan stevyada ve bir narenciye aroması koku bileşeni olarak kullanılan valencene (Tablo 1 ).

Tablo 1 : Fermente mikroplardan elde edilen seçilmiş bileşenler

Doğada nootkaton, greyfurt kabuğunda ve Alaska sarı sedir ağacında çok az miktarda bulunur. Greyfurtun karakteristik kokusunu, tadını taşır, aroma ve koku endüstrilerinde elde edilen öz ile soda ve parfüm gibi ürünlerde kullanılmaktadır. Nootkatone, daha büyük miktarlarda keneleri, sivrisinekleri ve diğer ısıran böcekleri, DEET (dietiltoluamid) ve piyasadaki diğer böcek spreyleriyle aynı oranda uzaklaştırma özelliğine sahiptir.

Evolva’nın yaptığı açıklamaya göre 1 litre nootkaton elde etmek için yaklaşık 400.000 adet greyfurt gerekiyor. Bu 1 litre yüksek oranda saflaştırılmış, gıda sınıfı nootkatonun maliyeti 4.000 $ ‘a kadar çıkabilir. Bu fiyat bulunduğu noktada, küçük miktarların yeterli olduğu gıda endüstrisinde lezzet konusunda iş görebilir. Ancak böcek kovucular ve böcek öldürücüler için daha büyük miktarlar gereklidir, bu nedenle meyve veya ağaçlardan nootkaton elde etmek ekonomik olarak pek elverişli değil.

Nootkaton kimyasal olarak sentezlenebilir ancak süreç karmaşık ve verimsizdir. Tennessee Eyalet Üniversitesi’nde Tarım ve Çevre Bilimleri bölümünde Doçent olan Karla Addesso, “Bu tarz saf kimyasalların sentezlenmesi genellikle çok fazla adım gerektirir, bu nedenle her adımda başlangıç ​​materyalinin bir kısmını kaybedersiniz. Sonuç olarak nootkatone’ı ürünün(kaynak) en verimli protokollerle %50’sinden elde edebilirsiniz ve bu da yaptıklarınızın % 50’sini atmanız anlamına geliyor.”Diyor.

Mayalar ile nootkaton öncülerini üretmek mümkün ve bu yöntem uygun bir maliyete sahip. Araştırmacılar, ara ürünlerin üretilmesinde rol alacak olan ana metabolik yolları değiştirerek yani genomların değiştirilmesiyle bu anahtar enzimlerin üretilmesini mümkün hale getirdiler. Transgenik olarak değişime uğratılan bu organizmalar küçük biyo-fabrikalara dönüştürülüyor. Bu özel olarak tasarlanmış mikroorganizmalar şekerin hammadde olarak kullanıldığı bir fermantasyon süreciyle büyütülüyor( Nat. Biotechnol. 33 , 329–332, 2015 ).

Evolva, papatyagiller familyasında bir tür olan devedikenine ait bir genin Saccharomyces cerevisiae maya türünün genomuna eklenmesiyle yani bu yarı sentetik işlemle nootkaton üretmeyi başardı. İşlenmiş bu maya, nootkaton sentezi için bir ara ürün olan valencene üretir. Evolva’ya göre valencene ileri aşamalarda kimyasal oksidasyon ve saflaştırma aşamalarına tabi tutularak elde edilen saf ekstraktın kimyasal yapısına benzeyen % 99’un üzerinde saf nootkaton elde edilmesini sağlıyor. Evolva bu üretim işlemleri sırasında kimyasal dönüşüm ve katalizörler kullandığından dolayı, bu nootkatone bileşiğini ABD’li tüketicilere ‘doğal’ bir bileşen olarak pazarlama imkânına sahip değil.

Yine de, nootkatonun doğal olarak gıdalarda bulunması sebebiyle, DEET ve diğer yaygın böcek spreyi bileşenlerine alternatif bir ürün arayan tüketiciler için bu ürün çekici hale gelebilir. Addesso, ” Bu ürün daha güzel kokuyor, aynı şekilde aynı verimde çalışıyor ve hatta bir gıda katkı maddesi olduğu için onu yiyebiliyorsunuz. Güvenli olmadığını düşündükleri DEET’i kullanma zorunluluğu olan veya nootkatonun kokusundan hoşlananların bu sebeplerle ürünü biraz daha benimseyebilir olduğunu hissediyorum.” Diyor. Nootkatone’un etki mekanizması, tam olarak anlaşılmasa da, DEET ve diğer haşere kontrol bileşenlerinden farklı olabilir. Hatta bu ürün, böceklerin yaygın böcek ilaçlarına karşı direnç geliştirdiği coğrafi bölgelerde kullanım konusunda etkili bir seçenek halini alabilir.

Evolva ürünü “NootkaShield” adı altında pazarlayacak ve ürünün formülasyonlarına dahil etmek için büyük ve küçük şirketlerle ortaklık kuracak. Bu formülasyonların her biri ayrı bir EPA kaydı gerektirecektir. CDC’de Böceklerden ve Diğer Vektörlerden Kaynaklı Hastalıklar bölümü müdür yardımcısı Ben Beard “Bu yolun ilerisinde görmeyi çok istediğim bazı formülasyonlar var örneğin; sabahları giysilerinize sıkabileceğiniz, cildinize sürülebileceğiniz losyon, sabun veya şampuan şeklindeki kovucular. Tüm gün boyunca uygulandığı bölgede etkili ve kalıcı olacak böcekleri kovacak ya da böcekleri gerçekten öldürebilecek bir ürün çok yardımcı olurdu.”Diyor.

Evolva’nın CEO’su Oliver Walker, insanlarda böcek kovucu olarak nootkaton kullanımına ek olarak, sığırlardaki kenelere karşı bir sığır koruyucu ürünü pazarda görebildiğini söylüyor. Walker ekinler ve diğer tarımsal uygulamalar için bir böcek ilacı olarak nootkaton’un muhtemelen riskli bir iş olduğunu. Çünkü bu alanda kullanılan tüm bu kimyasalların sudan ucuz bir fiyatla piyasada bulunduğunu söylüyor.

Mikroorganizmalardan nootkaton üretimi için ilk keşif ve patentler, CDC’nin çalışmasında ortaya çıktı. Ajans 2014 yılında, teknolojiyi aynı yıl Evolva tarafından satın alan Allylix’e lisansladı. İki yıl sonra, CDC ve Evolva, kenelere ve sivrisineklere karşı bir kovucu ve böcek ilacı olarak nootkaton kullanımının güvenlik ve etkinlik denemelerini yapmak için bir araştırma anlaşması yaptı. Daha sonra Evolva 2017 yılında, Zika virüsü salgınının ardından, sivrisinek kaynaklı hastalıklara karşı korunma için nootkatonun geliştirilmesini ilerletebilmek adına CDC’nin kardeş kuruluşu olan Biyomedikal Gelişmiş Araştırma ve Geliştirme Otoritesi (BARDA) ile bir sözleşme yaparak 8,35 milyon dolar geliştirme fonu aldı.

Bilinene göre en az iki farklı şirket (Hollanda, Geleen’deki Isobionics ve Birleşik Krallık Milton Park’taki Oxford Biotrans) mikroorganizmaların fermantasyonundan nootkaton üretimi üzerinde çalışıyor. Her iki şirket de şimdiye kadar aroma ve koku endüstrilerini hedef almıştı. Ayrıca devlet destekli Çinli araştırmacılarda nootkaton üretmek için mayanın genetiğini değiştirdi.

Addesso, “Bu şekilde ucuza üretilebilecek gerçekten etkili başka bitki bileşikleri bulabilirsek, bu yeni biyo-dostu, çevre dostu böcek öldürücüler ve kovuculara yeni bir kapı açılabilir.Pestisit dünyasındaki bu yörünge işlerini daha güvenli hale getirmekte mümkün olabilir. İnsanların yiyebileceği ve aynı zamanda böceklere etkili olan bunun gibi şeyler yapabilirseniz, bu uğurda ilerlemek istersiniz.”Diyor.

Kaynak: nature.com