E. Mustafa ÜSTÜNEL
Uzman
Proje Uygulama ve İzleme Birimi
mustafa.ustunel@izka.org.tr

İlk olarak 1917 yılında Karl ERSHY tarafından “canlıların yardımı ile yapılan tüm üretim işleri” olarak tanımlanan biyoteknoloji, günümüzde bilgi birikimi, ürün ve hizmet üretimi amacıyla canlı ya da cansız organizmaların değiştirilmesi için bilim ve teknolojinin canlı organizma, parça, ürün ve modellere uygulanması olarak tanımlanmaktadır (BSTB, 2015).  Biyoteknolojinin bir alt dalı olan, yeni ürünler geliştirmek için çeşitli deniz organizmalarının araştırılması ve kullanılması ile ilgilen Mavi biyoteknoloji ise OECD tarafından bilgi, ürün ve hizmet üretimi amacıyla canlı ya da cansız organizmaların değiştirilmesi için bilim ve teknolojinin deniz canlılarına uygulanmasına ilişkin ekonomik faaliyet olarak tanımlanmaktadır (OECD, 2016). Mavi biyoteknoloji AB tarafından mavi ekonominin gelişmekte olan sektörlerinden birisi olarak kabul edilmekte ve bu sektörün sürdürülebilir kalkınmayı, halk sağlığını ve çevre korumayı desteklerken, AB’nin ekonomik büyümesine katkıda bulunma ve yeni işler sağlama potansiyeline sahip olduğu vurgulanmaktadır (EC, 2019).

Sürdürülebilir gıda üretimi, biyo-enerji üretimi, insan sağlığı, kozmetik sanayisi, denizel çevrenin korunması, biyo- bazlı materyal, mavi biyoteknoloji bağlamında su ürünlerinin kullanım alanları ve fırsatlardır (Rad ve Şen, 2014). Bu kapsamda algler, kabuklu deniz canlıları, süngerler ve deniz patlıcanı öne çıkan ve girişimcilere önemli fırsatlar sunan deniz canlılardır.

Mavi Biyoteknoloji Alanında Öne Çıkan Deniz Canlıları

Makroalgler (yosunlar, deniz bitkileri) ve mikroalgler (Chorella spp ve Spirulina spp gibi) olarak iki kategoriye ayrılan alglerin biyoteknolojik açıdan birçok kullanım alanı bulunmaktadır (Duru vd., 2013). Bu alanların en önemlileri arasında sürdürülebilir yeşil enerji eldesi, ekonomik öneme sahip astaksantin, fikosiyanin gibi biyoaktif moleküllerin eldesi ve bunların tıp, kozmetik gibi alanlarda kullanımı, yüksek besin değerine sahip alglerin insan ve hayvan gıda ürünü olarak kullanılmaları gelmektedir (Tekdal ve Ünek, 2019). Birçok araştırma geliştirme çalışması hem mikro-alglerin hem de makro-alglerin yenilenebilir yakıt (biyo-yakıt) üretiminde kullanılabileceğini göstermektedir. Mikro alglerin biyodizel üretim potansiyeli diğer karasal kökenli bitkisel kaynaklara göre daha fazladır (Rad ve Şen, 2014). Alglerin toprak yapısını iyileştirici özellikleri gübre olarak kullanılmalarına da olanak sağlamaktadır. Ege Üniversitesi Su Ürünleri Fakültesince yürütülen “Topraksız Organik Tarımda Deniz Yosunu Ulva rigida (Ulvaceae) Kullanımı” çalışmasında İzmir Büyükşehir Belediyesi tarafından toplatılıp çöpe atılan makroskobik alglerden U. rigida’nın topraksız ve organik tarımda alternatif gübre kaynağı olarak kullanımı araştırılmış,  U. rigida’nın çiftlik gübresiyle eş değer sonuçları olduğu, topraksız ve  organik tarımdaki gübre ihtiyacını karşılayabileceği gösterilmiştir (Gökpınar vd., 2013).  Mikroalgler, bitki beslenmesinin yanı sıra aquakültürlerde genç balıkları beslemede, kurutulmuş formlarıyla süs balıkları, kabuklular, çift kabuklu (bivalvler) yetiştiriciliğinde kullanılmaktadırlar (Duru vd., 2013). Son yıllarda yapılan çalışmalarda balık yemlerine Spirulina alginin ilave edilmesi ile yetiştiricilerin en büyük sorunlarından olan hastalıklar büyük oranda azalmış ve Spirulina ilaveli yemlerle beslenen balıklarda lezzet ve deri pigmentasyonu artmıştır. (Özçiçek vd., 2017). Mavi yeşil alglerden yenilebilir bir mikroorganizma olan Spirulina alginin yapısında in vitro hücre kültürü vasatlarının bileşimine giren temel amino asit ve vitaminlerin pek çoğu bulunmaktadır. Bu noktadan hareketle bu mikroalglerden elde edilecek ekstratların hücre üremesini stimüle edeceği düşünülmektedir. Antiviral, antitumerogenic, antioksidan etkilerinin yanında yaşlanmayı geciktirici ve bağışıklık sistemini güçlendirici etkilerinin varlığı çeşitli araştırmacılar tarafından bildirilmiştir (Gürhan vd., 2001)

Yengeç, ıstakoz, karides istiridye gibi kabuklu deniz canlıları, kabuklarına sağlam yapı kazandıran bir biyopolimer olan kitin açısından zengin canlılardır (Rad ve Şen, 2014). Doğada selülozdan sonra en sık rastlanan biyopolimer ise yengeç, karides, istiridye gibi kabuklu deniz ürünlerinin dış iskeletlerinde bulunan doğal bir polisakkarit olan kitinden deasetilasyon yoluyla elde edilen kitosandır (Bostan vd., 2007). Kitosan, çöktürme, nem tutma, film oluşturma antimikrobiyal etki, enzim immobilizasyonu gibi çok çeşitli fonksiyonları nedeniyle ilaç, kozmetik, tıp, tarım gibi çeşitli endüstrilerde sınırsız kullanım alanlarına sahiptir. Gıdaların kitosan filmi ile kaplanması kitosanın gıda teknolojisindeki en önemli kullanım şeklidir. Buna ilave olarak doğal aromanın artırılmasında ve gıda maddelerinin raf ömrünün uzatılmasında katkı maddesi olarak da kullanılmaktadır (Bostan vd., 2007). Kitosan kozmetik sektöründe nemlendirici kremlerde, traş sonrası bakım ürünlerinde, deodorantlarda koku giderici madde olarak da kullanılmaktadır (Metin vd., 2018). Bağırsak hareketlerinin ve sindirim faaliyetlerinin düzenlenmesi, bağırsak mikroflorasının (bifidobakterilerin) desteklenmesi, kan kolesterol seviyesinin düzenlenmesi (LDL kolesterolün düşürülmesi, HDL kolesterolün artırılması), kan basıncının düşürülmesi, karaciğer fonksiyonlarının düzenlenmesi gibi fonksiyonel etkilerinin yanı sıra sindirim yoluyla alındığında yağ emilimini azaltarak kilo kaybını desteklemektedir. Japonya’da ve Avrupa’da ticari olarak üretilen kitosan uzun yıllardır bu amaçla pazara sunulmaktadır (Bostan vd., 2007).

Deniz Süngerlerinin eczacılıkta kullanımına yönelik araştırmalar 1950’li yıllarda başlamıştır. Süngerlerden elde edilmiş metabolitler anti inflamatuvar ajanlar, antikanserojen ajanlar ve antibiyotikler gibi klinik ürünlerde kullanılabilmektedir (Türetken vd., 2016). HIV’e karşı kullanılmakta olan Antiviral asiklovir, antienflamatuvar etkili manoalit ve antikanser etkili halikondrin süngerlerden elde edilmiştir (Kaban, 2008). Deniz süngerinden (Cryptotheca crypta) izole edilen “Sponogothymidine” ve “Sponogouridine”, lösemi ile mücadelede kullanılan Ara-C ve viral enfeksiyonlara karşı kullanılan Ara-A adlı ilaçların geliştirilmesine yol açmıştır (Rad ve Şen, 2014).

Mavi biyoteknoloji alanında öne çıkan bir diğer canlı deniz patlıcanıdır. Gıda endüstrisi ve medikal şirketler denizhıyarının fonksiyonel gıda, besin takviyesi ve ilaç üretiminde kullanımı ile ilgili oldukça yakından ilgilenmektedir. Amerika ve Asya’da deniz hıyarının vücut duvarından elde edilen tabletler tüketilmekte, Avustralya kökenli ilaç firmaları iltihap önleyici ilaç üretiminde deniz hıyarından elde edilen bileşikleri kullanmakta, Çin, Japonya, Malezya ve Endonezya gibi ülkelerde deniz patlıcanından elde edilen farmakolojik ürünler yoğun alıcı bulmaktadır. Deniz hıyarının vücut duvarında, proteinin yüzde 70’i kolajenden oluşmaktadır. Kolajen hayvanların deri, bağ doku ve kemiklerinde bulunan bir protein olup  kozmetik, biyomedikal, farmakoloji, deri ve film endüstrilerinde geniş bir kullanım alanına sahiptir. Deniz hıyarı kolajeninin diğer hayvansal kökenli kolajenlere göre daha kaliteli olduğu, antioksidan peptidleri yüksek oranda içerdiği belirtilmektedir (Künili ve Çolakoğlu, 2015).  Stichopus variegatus türü bilimsel çalışmalarda farmakolojik ajanların kaynağı olarak değerlendirilmektedir. İçerdiği glukosamin sülfat sayesinde kireçlenme, eklem ağrıları, genel halsizlik-güçsüzlükte, zayıflıkta, yaşlılığa bağlı demansızlık, kabızlık gibi rahatsızlıkların tedavisinde kullanılmaktadır. Japonya’da AIDS hastalığının tedavisinde içerdiği sülfat polisakkaridden yararlanılmaktadır Denizhıyarları ayrıca ameliyatlar ile oluşan iç yaralarda veya sezaryen operasyonlarının tedavisinde kullanılmaktadır. Diş eti rahatsızlıkları ile mücadelede diş macunları içerisinde denizpatlıcanı ajanlarından yararlanılmaktadır (Lök vd., 2017). Saponin ve polissakkarit içermesinden dolayı anti kanserojen madde olarak da ilaç sanayisinde kullanılmaktadır (Bayarslan, 2018).

Biyoteknoloji Alanında Girişimcilik

Mavi biyoteknolojinin gıda, eczacılık, tıp ve ilaç sektörü gibi stratejik alanlar başta olmak üzere yaşamın birçok alanına temas eden geniş kullanım alanı, girişimcilere yüksek katma değerli ürünler ortaya koyabilmeleri açısından önemli fırsatlar sunmaktadır. Genel olarak biyoteknoloji sektörünün yüksek katma değerli mal ve hizmetleri içermesi, biyoteknolojiyi birçok ülkenin uzmanlaşmak istediği bir alan haline getirmiştir. 2000’li yılların ortasından itibaren birçok ülke, biyoteknolojiyi ekonomik büyüme ve küresel rekabet gücü kazanmada fırsat olarak görmeye başlamıştır (BSTB, 2015). 2017 yılında 425 milyar dolar global pazar büyüklüğüne ulaşan biyoteknoloji sektöründe ABD lider ülke konumundadır (Baybura, 2019).  Singapur, Çin, Güney Kore, Yeni Zelanda ve Avusturalya başarılı uygulamalarla bu alanda öncü olan diğer ülkeler olup söz konusu ülkelerin temel yaklaşımı sağlıklı ve iş birliğine dayalı bir girişimcilik ekosistemi oluşturmaktan geçmektedir (Ünver, S. vd, 2019).

Biyoteknoloji alanındaki girişimcilik bazı özellikleri ile genel girişimcilikten farklılaşmaktadır. Bir fikre, ürüne, hizmete dayalı iş kurmak ve yönetmek girişimciliğin temelidir. Biyogirişimcilik iş fikri, uzun yıllar edinilmiş canlı bilimine dair bilgi ve araştırmaların üzerine kurulmakta, akademik bilgi biyogirişimin temelini oluşturmaktadır. Genel girişimcilikte bir ürünü geliştirmek için daha kısa süre gerekli iken, biyogirişimlerin ürün çıkarma süreçleri oldukça uzun ve zahmetli olup, fikrin oluşmasından ürün olarak kullanılmaya başlaması 10-20 yılı bulabilmektedir (Ünver, S. vd, 2019). Biyoteknoloji alanındaki girişimciliği genel girişimcilikten farklılaştıran en önemli unsur ise Ar-Ge sürecidir. Yukarıda mavi biyoteknoloji kapsamında verilen detaylı örneklerden de anlaşılacağı üzere, biyoteknoloji sektörü Ar-Ge yoğun bir sektördür. Biyoteknoloji alanında faaliyet gösteren firmaların başarılı olabilmeleri için daha inovatif ve Ar-Ge odaklı olmaları gerekmektedir. Ar-Ge ve inovasyon hem ürünün ortaya çıkarılması hem de pazardaki değişime hızlı cevap verilebilmesi açısından önem arz etmektedir. Bununla birlikte, Ar-Ge ve inovasyon, yürütülmesi ve sonuçlandırılması bakımından yüksek oranda sermaye gerektiren bir faaliyet olup, başarı oranı dikkate alındığında oldukça riskli bir süreç olarak karşımıza çıkmaktadır (Baybura, 2019). Tüm bu nedenlerden ötürü biyoteknoloji alanındaki bir girişimcilik genel girişimcilikten çok daha fazla üniversite ve sanayi iş birliğine ihtiyaç duymaktadır. Bir ürünün ortaya çıkarılabilmesi için gerekli olan teknik bilgiye ve altyapıya erişim, Ar-Ge faaliyetlerinin yüksek maliyeti ve riskli bir süreç olması biyoteknoloji girişimciliğinde firmaların üniversiteler ve araştırma merkezleri ile iş birliğini önemli hale getirmektedir. Bu kapsamda biyoteknoloji alanında faaliyet gerçekleştiren firmaların teknoloji transfer ofisleri aracılığıyla üniversiteler ile temas etmesi ve üniversiteler ile oluşturulan iş birliklerinin kalıcı hale getirilmesi gerekmektedir (Baybura, 2019).

Günümüzde hızla büyüyen bir sektör olan biyoteknoloji sektörünün 2024 yılında 775 milyar dolar global pazar büyüklüğüne ulaşması beklenmektedir (Ünver, S. vd, 2019). Biyoteknolojinin bir alt dalı olan mavi biyoteknolji ise gıda, eczacılık, tıp ve ilaç sektörü gibi stratejik alanlar başta olmak üzere yaşamın birçok alanına temas eden geniş kullanım alanı ile girişimcilere yüksek katma değerli ürünler ortaya koyabilmeleri açısından önemli fırsatlar sunması nedeniyle ayrı bir öneme sahiptir. İzmir açısından bir değerlendirme yapmak gerekirse, denizel biyoçeşitlilik açısından zenginliği, üniversitelerindeki su ürünleri, biyoteknoloji, tıp, eczacılık, yaşam bilimleri alanında fakülteleri, araştırma merkezleri ve teknoloji geliştirme bölgeleri ile mavi biyoteknoloji girişimciliği için ülkemizde önemli fırsatlar sunan şehirlerin başında geldiğini söylemek mümkündür. Mavi biyoteknoloji alanında üniversite ve özel sektör iş birliği ile gerçekleştirilecek olan başarılı girişimlerle üretilecek olan yüksek katma değerli ürün ve hizmetlerin ülke ekonomisine büyük katkı sağlayacağı aşikârdır. Bu nedenle balıkçılık ve yetiştiricilik dışında da denizlerimizin sunmuş olduğu potansiyelden etkin şekilde faydalanılması, doğrudan mavi biyoteknoloji alanına özgü ve bu alanda girişimciliği teşvik eden politikaların ve destek mekanizmalarının geliştirilmesi büyük önem arz etmektedir.

Kaynakça

• Bayarslan, B., (2018), “Kocaeli İli Karamürsel Balık Adası’nda Deniz Hıyarı Yayılımının Araştırılması” Yüksek Lisans Tezi, Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Su Ürünleri Anabilim Dalı, Kocaeli
• Baydemir, T. (2018) Mikroalgler Enerji Sorununu Çözer mi? Omega Sistemi. TÜBİTAK Bilim ve Teknik Dergisi, 2018 Mart ayı sayısı.
• Baybura, O. A. (2019), “Türkiye’deki Biyoteknoloji Sektörünün Yapısı ve İnovasyon Kapasitesinin Belirlenmesi” Yüksek Lisans Tezi, Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü  Biyoteknoloji Anabilim Dalı, İzmir.
• Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı (BSTB) (2015) Türkiye Biyoteknoloji Stratejisi ve Eylem Planı (2015-2018)
• Bostan, K., vd.,  Kitosan ve Antimikrobiyal Aktivitesi Türk Mikrobiyoloji Cemiyeti Dergisi (2007) 37 (2) : 118-127
• Duru, M., vd. (2013) Mikroalglerin Pigment Kaynağı Olarak Balık Yemlerinde Kullanımı,  Türk Bilimsel Derlemeler Dergisi 6 (2): 112-118, 2013
• European Comission (EC) (2019). The EU Blue Economy Report. https://blueindicators.ec.europa.eu/sites/default/files/2019_blue_economy_report_5.pdf
• Gökpınar, Ş. vd. (2013) Algal Biyoteknoloji Çalışmaları, Yunus Araştırma Bülteni 2013 (4): 21-26
• Gürhan, i., vd. (2001), Spirulina Platensis Ham Ekstraktının L 929 Fare Fibroblast Hücrelerinin Üremesine Etkisi, Su Ürünleri Dergisi, 18 (1): 71-77
• Kaban, Ü. (2008), “Deniz Süngeri Agelas Oroıdes’in Etkili Bileşiklerinin İzolasyonu Ve Yapı Tayini” Yüksek Lisans Tezi, Ankara Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü  Farmakognozi Anabilim Dalı, Ankara.
• Künili İ.E., Çolakoğlu F., “Deniz Diplerinin Değerli Kaynağı: Deniz Hıyarı”, Dünya Gıda Dergisi, cilt.45, ss.45-49, 2015
• Lök, A., vd. (2017) “İzmir Balıkçılığında Deniz Hıyarı (Patlıcanı)’nın Yeri ve Önemi”, İzmir Balıkçılığı. İzmir: İzmir Büyükşehir Belediyesi Yayınları.
• Metin, C., vd., Denizel Kaynaklardan Elde Edilen Biyoaktif Maddeler ve Kozmetik Alanında Kullanımı, Acta Aquatica Turcica, 14(4), 339-350 (2018)
• Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD) (2016) The Ocean Economy in 2030
• Özçiçek, E., vd.  Akuakültürde sürdürülebilir besin kaynağı olarak mikroalglerin kullanımı,  Ege Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 34(3): 347- 354 (2017)
• Rad, F. Şen, İ. (2014) Biyoekonomi ve Su Ürünleri: Mavi Ekonoi ve Fırsatlar Sunumu. Tarımsal Araştırmalar ve Politikalar Genel Müdürlüğü Biyo-ekonomi Çalıştayı, 7 Mayıs 2014.
• Türetken, P., vd. (2016) Marmara  ve  Ege  Denizi  Sünger Örneklerinde Epibiyotik  Bakteri Çeşitliliği  ve Antibakteriyel  Kapasite,Türkiye Denizleri  Bakterilerinin Biyoteknolojik Kullanımı Çalıştayı Bildiriler Kitabı Edit. G. Altuğ, S. 21-32, İstanbul.
• Tekdal, D., Ünek, C. (2019) Türkiye’de Bazı Ekstrem Çevre Koşullarında Yaşayan Mikroalgal sensu lato Biyoçeşitliliğin Önemi, Bağbahçe Bilim Dergisi, 2019:66-72
• Ünver, S. vd., Adım Adım Girişimcilik: Biyoteknoloji Girişimci ve Yatırımcılarına Yol Haritası, ABA Yayınevi, İstanbul, 2019