Biyoteknoloji Sektörü Doç. Dr. Filiz Gürel İstanbul Üniversitesi Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü

Biyoteknoloji biyolojik sistem ve süreçleri kullanarak sorunlara çözüm bulunması ve yararlı ürünler üretilmesidir.

Biyoteknolojinin amacı Bir yönüyle yatırımcıya para kazandırırken; diğer yönüyle tıpta, ziraatte, hayvancılıkta, ilaç ve gıda endüstrisinde bir çok sorunlara çözümler bulunmaktadır.

Biyoteknoloji Sektörü Sağlık ve Gen Teknolojileri Endüstriyel Biyoteknoloji Hayvancılık Biyoteknolojisi Tarımsal Biyoteknoloji

Sağlık Genomik çalışmalar Hücre tedavileri İlaç tasarımları (Famakogenomik) ilaç üretimi Genetik tanı

Metabolik/Fizyolojik Tarımsal Biyoteknoloji Transgenik bitkiler Metabolik/Fizyolojik Değişimler Geliştirme (Islah) Üretim

Hayvancılık Hayvan Islahı Üretim Yaban/Evcil hay. gen kaynaklarının korunması ve moleküler tanımlama Hayvansal ilaç ve aşı üretimi

Biyoteknolojide Yeni Alanlar Biyoçipler Biyoenformatik Biyonanoteknoloji

Konular Biyoteknolojik ilaç üretimleri → ABD, Avrupa Birliği Büyük Üreticiler (Big Pharma) ve biyoteknoloji endüstrisi Genom projesi ve patentler Tarımsal biyoteknoloji ve GDO’lar

2003’de 46.3 milyar dolarlık global gelirin dağılımı ABD-%77 Avrupa-%16 Kanada-%4 Asya-%3

ABD: İngiltere: Japonya, Güney Kore: “Piyasaya dayalı kendi kendine yeterlilik” İngiltere: “Buluş, deney ve çoğulculuk” Japonya, Güney Kore: “Global stratejik öğrenme ve işbirliği”

ABD- 1953-Watson-Crick tarafından DNA’nın çift sarmal yapısı Nature’da yayınlandı 1980: Genlerin ilk kez klonlanmasında Herbert Boyer ve Stanley Cohen’e patent hakkı verildi 1976-Genentech 1978-Biogen 1980-Amgen 1981-Immunex 1981-Chiron 1981-Genzyme

Avrupa Birliği 2005’de 25 yeni üye katılmıştır. Şirketlerin sayısal olarak dağılımı: Almanya %22 İngiltere %17 Fransa %11 İsveç %7 İsrail %9 İsviçre %5 Hollanda %5 Danimarka %5

Şirket Sayısı 1613 1415 Çalışan Sayısı 67530 187500 Gelirler 10.4 Milyon Euro 27.2 Milyon Euro ARGE Harcamaları %69 %39

ALMANYA Hükümet, “bioregio”, “bioprofile” ve ”biochance” gibi teşvik edici programlarla endüstriyi desteklemektedir. 2005 yılında biyoteknolojiye 802.7 milyon Euro ayrılmıştır (136.5 ME sadece genom araştırmaları içindir) Biyoteknoloji endüstrisi başlıca Bavyera ve Baden Württemberg bölgelerinde gelişmiştir. Örn. Wilex Biotechnology Şirketi kanserin yayılmasına yol açan spesifik bir proteini durduran ilaç üzerinde çalışıyor.

İlaç Sektörü : 1980 → 2004 Dünya üzerinde 325 milyondan fazla kişi, 160 onaylı ilaç ve aşı geliştirilmesinde çalışmaktadır. 200’den fazla hastalığın tedavisinde kullanılacak >350 ilaç ve aşı için klinik denemeler yapılma aşamasında.

Big Pharma Kavramı Bunlar büyük üreticilerdir. Geliri 3 milyar $’ın üzerinde olan ve AR-GE’ye ayırdıkları pay en az 500 milyon $ olan ilk 30 şirket.

“2010 yılında ilaç (farmasötik) araştırmalarının çoğu biyoteknoloji şirketleri tarafından yapılacaktır” Deutche Bank

İlk 10 Şirketin 2004 Gelirleri Ülke Brüt Gelir (Mil$) ARGE Net Gelir Çalışan Sayısı 1 Pfizer ABD 52,516 7,684 11,361 115,000 2 Bristol-Myers Squibb 47,348 5,203 8,509 109,900 3 GlaxoSmithKline İNG 37,318 5,204 7,886 100,619 4 Sanofi-Aventis FRS 31,615 4,927 6,526 96,439 5 Novartis İSV 28,247 4,207 5,767 81,392 6 Hoffmann-La Roche 25,163 4,098 5,344 64,703 7 Merck & Co. 22,939 4,010 5,813 62,600 8 AstraZeneca İNG-İSVEÇ 21,427 3,803 3,813 64,200 9 Abbott Laboratories 19,680 1,697 3,236 50,600 10 Johnson & Johnson 19,380 2,500 2,388 43,000

Geliştirme Pazar Satış Yatırım Fikirler Büyük Üreticiler Biyotek Endüstrisi

$ Biyoteknolojik Bir İlacın Geliştirilmesi Deney Fikrin Kabul Edilmesi Tanımlanması İlacın üretimi Hayvan Deneyleri Formülasyon Üretim Klinik Denemeler Yasal Onaylanma Süreci Piyasaya Sunulması $

Terapötiklerin hastalıklara göre dağılımı Otoimmün %5 Çeşitli %25 Kanser %28 Enfeksiyon hast %16 Kalp-damar hast %11 Diyabet %3 Nöroloji %12

Moleküler Genetik Genomik Biyoteknoloji Endüstrisi Patent?

Mayıs 2006’da tamamlanan insan genom projesi çağımızın en önemli bilimsel gelişmelerinden biridir. Proje yoğun bir bilgi birikimi sağlamasının yanısıra genetik temelli bir çok yeni çalışma alanı yaratmış, tıpta tanı ve tedaviye bakış açısını değiştirmiştir. Diğer bir deyimle, içinde bulunduğumuz post-genomik çağda artık medikal çalışmalar genom bazlı veritabanları dikkate alınarak yapılacaktır.

GENOMICS 1998’de Perkin-Elmer Corporation tarafından kurulan bu şirketin ilk başkanı Genom Araştırmaları Enstitüsünden (TIGR) Dr. J. Craig Venter idi. Venter ve Hamilton Smith TIGR’de ilk genom projesi Haemophilus influenzae bakterisinin dizi analizini yapan araştırıcılardır.

Genlerin patentlenmesi Celera başlangıç olarak üzerinde çalıştığı 200-300 genin patentini alacağını yayınladı. Daha sonra bu sayıyı 6500 gen/ gen bölgesi’ne çıkarmıştır. Aynı zamanda “Bermuda antlaşması” kapsamında bu genlerle ilgili bilgileri HGP den daha az sıklıkta olmakla birlikte halka açacağını beyan etmiştir, Ancak, 2000 yılında ABD hükümeti bu istemin mümkün oImayacağını, halkın genom bilgilerinden serbestçe yararlanması gerektiğini bildirmiştir.

Patent Konusu Halkın bilgisine sunulmak üzere İnsan Genom Projesi sonucunda elde edilen tüm DNA dizileri anında internet ortamındaki veritabanlarına işlenmektedir. Birleşik Devletler Patent ve Ticari Marka Ofisi (USPTO)’ne göre; bir gen dizisi patentlenemez ancak doğal durumunda herhangi bir canlıdan izole edilmiş bir genin “eğer” başvuran kişi tarafından bir buluş için “özgül, önemli ve güvenilir bir faydası olduğu” gösterilebilirse patent hakkı alabilir.

İnsan Genom Projesi HAP-MAP Projesi İnsan Kanser Atlası HE Projesi Encode projesi

Kişiye Özel İlaç Üretimi Hastalıkların Hızlı Tanısı Hap-MAP Projesi Kişiye Özel İlaç Üretimi Hastalıkların Hızlı Tanısı SNP’lerin analizi: Etnik farklılıklar, İnsanlar arası farklar kişilerin ilaçlara/çevresel faktörlere yanıtı

10 merkezde 5 farklı teknoloji kullanılarak saptanan Perlegen ve Affymetrix 10 merkezde 5 farklı teknoloji kullanılarak saptanan 10 milyon SNP (Ağustos 2006 itibariyle) veritabanına işlenmiş ve %40’ının polimorfik olduğu belirlenmiştir. Proje kapsamında hedef: 2,000,000 dan fazla ilave SNP nin Perlegen ve 500 bininin Affymetrix firması tarafından tiplendirilmesidir.

Affymetrix, Sequenom, Illumina Moleküler Genetik Genomik Biyoteknoloji Endüstrisi Affymetrix, Sequenom, Illumina SNP’leri hızlı saptayan sistemler ve transkript analizleri üzerinde çalışmalar yapmaktadırlar. Silikon üzerinde DNA çipleri, Affymetrix

Sistem geliştirme, örnekler Applied Biosystems Group Şirketi tarafından- 24 saat içinde 400.000 SNP’yi analiz edebilen bir sistem geliştirilmiştir (SNPlex System). Illumina’nın geliştirdiği   -Six human genome- Sentrix BeadChip adlı bir sistemle  6 farklı örnekte 48.000 transkriptin analizi yapılabiliyor.

ticareti hızlandırması ABD-hedefler Yeni şirketler ve meslekler Yasal düzenlemelerin ticareti hızlandırması Toplumun bilimsel faydalanmasının yükseltilmesi Eğitim sürecinin artırılması

Biyoteknoloji Şirketi ve Riskler Bilimsel Klinik denemeler Parasal Rekabet İnsan Yasal Düzenlemeler

Bilimsel : üretilecek ilacın yada tedavi yolunun varolanlardan “daha üstün” olması gerekir. Parasal: Üretime yönelik çalışmalar her zaman tahmin edilenden daha uzun sürmekte ve maliyet yüksek olmaktadır. Bu nedenle maliyeti doğru tahmin etmek, güçlü ortaklar ve sermayeye gereksinim vardır.

Klinik: Üretilen ilaç veya tedavi yoluyla ilgili klinik denemelerin kısa zamanda ve belirli bir bütçeyle sonuçlanması şirket açısından önem taşır. İnsan Faktörü: Etkin bir teknik eleman grubu, bilimsel geçmişi olan ancak parasal ve stratejik konularda uzman bir lider olmalıdır.

Rekabet: Şirketin rekabetle başa çıkabilecek teknik donanımı ve yasal düzenlemeleri bilen danışmaları olması gerekir. Yasal Düzenlemeler: Sınırlı sayıda hedefe yönelik çok sayıda araştırma vardır. Bu nedenle her türlü yararlı fikirleri ve patent haklarını yasal düzenlemeler korur.

Tarımsal Biyoteknoloji 2005 yılında 8 milyar $ 2010 yılında 25 milyar $ Uzun dönemde 100-150 milyar dolarlık potansiyel ticaret hacmi

Bitkilere DNA transferi Chilton ve ark. (1977) Fromm ve ark. (1985) John Sanford (1990)

Flavr-savr domates 1988

DEĞİŞİMLER ISLAH ÜRETİM Amino asit metabolizması Nitrojen asimilasyonu Antikor Karbohidrat içeriği Fotosentez Antimikrobiyal protein Etilen biyosentesi Pişme kalitesi Asparagin Lignin biyosentezi Sindirim kalitesi Oksin Stoma sayısı Çiçeklenme özel Dallanma enzimleri Yağ içeriği Malt kalitesi Kalkon Fosfat metabolizması Kağıt üretimi Kitinaz Pigment üretimi İşlenme kalitesi Sitrat Depo metabolitlerin dağılımı Depo proteinleri Kollajen (insan) Fotosentetik özellikler Amonyum asimilasyonu Cowpea tripsin inhib. Olgunlaşma zamanı Vazo ömrü Bit. olmayan karbohid. Nişasta biyosentezi Tohumda aa içeriği Farmasötikler Besin kalitesi Odun kalitesi Süperoksit dizmutaz Bitki/Yaprak şekli Karotenoid içeriği İnvertaz Kaynak: http://gmoinfo.jrc.it

Tek Yıllık Bitkiler -Muz (Musa spp) -Arpa (Hordeum vulgare) -Duckweed (Lemna spp) -Gladiolus spp -Mısır (Zea mays) -Soğan (Allium sepa) -Ananas (Ananas spp) -Çeltik (Oryza sativa) -Sorgum (Sorghum spp) -Turfgrass -Buğday (Triticum) Patentler: Japon Tob.Inc., Bayer Crop, Paradigm Gen, Queensland Univ., Guelph Univ.

Çift Yıllık Bitkiler -Acacia spp -Pelargonium -Fasulyeler(Phaseolus) - Biber (Piper spp) -Brassica spp -Kavak (Populus spp) -Kakao -Güller (Rosa spp) -Camelina sativa -Soya (Glycine spp) -Carnations -Salatalık -Çilek -Chrysanthemums -Citrus -Şeker pancarı -Kahve (Coffea spp) -Domates -Pamuk (Gossypium spp) -Odunsu bitkiler -Eucalyptus -Gyamopsis spp -kavun (Cucumis spp) -Bezelye (Pisum spp) Patentler: çeşitli şirket ve üniversiteler

Koniferler -Çam ağaçları Deniz Algleri -Fitoplanktonlar -Deniz yosunları (yeşil, kahverengi, kırmızı, mavi-yeşil algler) -Nori (Porphyra spp) -Gracilaria -Laminaria (Alginat eldesinde) -Simbiyotik dinoflagellata Patentler: North Car. Univ., Genesis R&D Corp. Patentler: Northeastern Üniversitesi

Mantarlar (Fungi) -Mantar -Küf (Organik asit, enzim ve ilaç hammadde üretimi) -Agaricus bisporus -Pleurotus spp -Tuber spp. -Morchella spp Patentler : Unilever Inc. ve Penn State Univ.

Tarımda Neden GDO? Olası Riskler Islah (Sindirim kalitesi, hastalıklara direnç, verim) İnsan Sağlığı Değişimler (metabolik/fizyolojik) Çevresel Daha az kimyasal madde kullanımı ile toprak ve suyun korunması Sosyo-ekonomik Uygun olmayan arazide / şartlarda tarım Şirketlerin pazar paylarını yitirmesi Yatay gen geçişleri

Glyphosate (Roundup®) toleransı olan soya fasulyesi (Monsanto)

Roundup Ready® Herbisiti Roundup Ready® Toleranslı bitkiler

2006 Global Transgenik Ekim Alanı 500 milyon hektar 22 ülkede 10 milyon çiftçi Transgenik bitkiler %57, Soya fasulyesi %25, Mısır %13, Pamuk %5, Kanola

Trans. olmayan mısır Böcek dirençli Trans. mısır

2006 Transgenik ekimi ABD Arjantin Brezilya Kanada Hindistan Çin Paraguay

Tohum Sektöründeki Şirketler ve Tekelleşme Monsanto Dow Du Pont Sygenta Aventis Patentlerin %41’i Novartis

gerçekleri 90’lı yıllarda ilk transgenik ürünleri piyasaya sürdü. “ Bol Gıda, Sağlıklı Çevre’ 90’lı yıllarda ilk transgenik ürünleri piyasaya sürdü. 100 den fazla ülkede faaliyet Çok uluslu bir şirket Yıllık ciro 7.5 milyar dolar, piyasa değeri 29 milyar dolar Pamuk patentlerinin %89 unu ve buğday patentlerinin %27’sini almıştır.

Entransfood Projesi, AB; Denetim Birleşmiş Milletler Sanayi Kalkınma Teşkilatı (UNIDO) Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Örgütü (FAO) Dünya Sağlık Örgütü (WHO) Uluslararası Gen Mühendisliği ve Biyotek Merkezi (ICGEB) Ekonomik İşbirliği ve Kalkınma Teşkilatı (OECD) Birleşmiş Milletler Çevre Programı (UNEP) Biyolojik Çeşitlilik Sözleşmesi (CBD) Uluslararası Hayvan Hastalıkları Ofisi (OIE) Uluslararası Org Tarım Hareketleri Federas. (IFOAM) GDO Entransfood Projesi, AB; 11.5M Euro

Türkiye ve Biyoteknoloji Şirketler Üniversite Biyoteknolojide Örgütsel Altyapı Kurumsal Yapılar Mali Destek Kurumları

Türkiye ve Biyoteknoloji Şirketler (90) Üniversiteler İlgili bölümler Biyoteknolojide Örgütsel Altyapı TÜBİTAK KOSGEB DPT TTGV TÜBA

GELİŞMELER (1990-2006) TÜBİTAK’da Bitki ve Endüstriyel Biyoteknoloji projeleri yapılmış, halen lisansüstü düzeyde eğitimler veriliyor. Ankara Üniversitesi 2001 - 2006 yılları arasında DPT'nin de 12 trilyon liralık desteği ile bir biyoteknoloji projesi başlatarak bir Moleküler Biyoloji ve Teknoloji Araştırma Geliştirme Merkezi kurdu. Tüsiad Biyoteknoloji Raporu (2000). Teknoparklar

TÜBİTAK-MAM Teknoparkı Hacettepe Teknoparkı ODTÜ Teknoparkı Ankara Cyberpark Selçuk Üniversitesi Teknoparkı

Gerek sektördeki şirket sayısının azlığı gerekse teknoloji geliştirme ve patent sayılarındaki verimsizlik nedeniyle Türkiyede biyoteknolojideki şekillenme henüz yeterli düzeyde değildir. Son yıllarda, örgütsel altyapının kurulması ve etkin şekilde çalışması için TÜBİTAK ve çeşitli Üniversitelerin ilgili bölümleri önemli çabalar sarfetmektedir. KOSGEB , DPT ve TTGV gibi kurumların maddi destekleri üniversite-sanayi işbirliğini güçlendirerek önümüzdeki yıllarda önemli katkılar sağlayabilecektir.

Türkiye ve GDO’lar 1986 yılından beri GDO ekimi denetimli/denetimsiz yapılmaktadır. İthal soya tohumlarının %90’ı ve mısırın %80’i ABD ve Arjantin’den gelmekte.

Yasalar 8 Kasım 2006’dan itibaren transgenik bitki tohumlarının ülkeye girişi ve ekimi yasaldır. Transgenik bitkilerle ilgili ilk mevzuat 1998 yılında üniversitelerinde katıldığı ve Tarımsal Araştırmalar Genel Müdürlüğünce yapılan “Transgenik Bitkiler ve Güvenlik Önlemleri’’ toplantısıyla başlatıldı 1993’te yürürlüğe giren “Biyoçeşitlilik Sözleşmesi”ne Türkiye’de katıldı. Buna göre, “Her ülke kendi sınırları içinde bitki, hayvan ve mikroorganizmaların yaşamsal çeşitliliğinden sorumludur’’. Biyoçeşitliliğin devamı niteliğindeki Cartagena Biyogüvenlik Protokolü 2004 yılında yürürlüğe girdi. Tarım ve Köyişleri Bakanlığı Tohumculuk konusunda yeni düzenlemeler yapmaktadır.

Türkiye = potansiyel gen havuzu Biyoteknolojik çalışmalarda önemli potansiyel oluşturabilecek yüksek çeşitlilik gösteren bitkisel ve hayvansal gen kaynaklarının korunması önem taşımaktadır.

İÜ-Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü ÇALIŞMA ALANLARI Bitki biyoteknolojisi Maya moleküler biyolojisi ve biyoteknolojisi Hastalıkların moleküler tanısı Oksidatif stres ve doğal antiviral bileşikler Genetik tiplendirme