PETman ve WATman ile temiz üretim ve temiz çevre mümkün!
Nüve: Öncelikle sizi tanıyabilir miyiz?
Begüm Esra Aytan: İstanbul Üniversitesi Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü’nden mezunum. Yüksek lisansımı da aynı okulda ve bölümde yaptım. Üniversite öğrencisiyken birçok yerde staj yaptım ve kendimi geliştirmek için çok çalıştım. Ders saati kısıtlı olduğu için vakit yetmezdi, dersten sonra hocaya: “Hocam lütfen yarın laboratuvar malzemelerini ben hazırlayayım” der çalışma fırsatı oluştururdum. Son sınıfa geldiğimde bir proje yazmaya karar verdim. Düşüncem çevresel bir soruna çözüm bulmaktı. Ticari kazançtan ziyade önceliğim sosyal girişimcilikti.
Nüve: Üzerinde ilerlediğiniz ve ödül aldığınız proje nasıl başladı?
Begüm Esra Aytan: Okuduğum bir makalede, Japonya’da keşfedilen bir bakterinin salgıladığı iki enzim ile pet türü plastiğin monomerlerine ayrılması anlatılıyordu. Bakteri elde ettiği monomerleri karbon kaynağı olarak kullanarak hayatını idame ediyordu. Yani bakteri besin bulamamış ve çöplükte bulduğu petleri yiyerek beslenebilecek şekilde evrimleşmiş. Yayını okuyunca ilk aklıma gelen şey bakterinin bunu gerçekleştirebilmesi için ihtiyaç olan laboratuvar ortamını oluşturmak yani plastiği biyolojik olarak parçalayan materyalleri üretmek fikri oldu. Tabii bu şekilde üretilen monomerler bakteriler tarafından yenmesin ve geri dönüşümde kullanılsın. Bakteri bunu iki enzimle yapıyor. Enzimin biri petin poli yapısını parçalayarak mono yapıya çeviriyor. Sonra bakteri bir enzim daha salgılayıp onu da petrol türevle plastik ham maddeleri olan mono etilen glikole parçalıyor. Benim yazdığım proje bu iki enzimin laboratuvarda en verimli şekilde üretimi ile ilgili. Fakat benim yapmak istediğim; bakterinin karbon kaynağı olarak glikoz ya da diğer besiyer bileşenleri gibi farklı bileşenler kullanması ve bize bunlardan enzim vermesi. Yani aslında basit bir rekombinant DNA teknolojisi projesi. Bu düşünce ile yola çıkarak üniversite son sınıfta projemi yazdım. Bu projeyle TÜBİTAK’a 1512 programı için başvuru yaptım. Projelerin değerlendirme ve kabul süreçleri ve diğer prosedürleri uzun sürüyor; beklerken düzenlenen başka bir yarışmaya rastladım. TÜBİTAK Marmara Teknokent ve Kadın ve Demokrasi Derneği (KADEM) iş birliğinde ortak düzenlenen “İnovasyonda Kadın Projesi”. Yarışmaya başvuru yapanlar arasından 30 kadın seçiliyor ve projeleri okunup değerlendiriliyor. Seçilen kişiler bir hafta boyunca sektörün önde gelen kişilerinden girişimcilik eğitimi alıyor. Bir haftanın sonunda bu 30 kişiden seçilen 10 kişi projesini sunum yaparak anlatıyor ve onların arasından seçilen 5 kişinin projesi de maddi ödülle destekleniyor. Ben son 5 kişiye kalarak proje desteği aldım. Ama bu projemin ticari vasfı olduğunu sonradan fark ettim. Ardından 2017’de başvurduğum TÜBİTAK 1512 programının sunumuna gittim. Yani TÜBİTAK’a gitmeden hemen önce bir destek almaya hak kazandım sonra da TÜBİTAK sunumuna gittim. Konu çok yeni olduğu için, sunumda kurulda bulunan hocalar da şaşırdılar ve konuyu merak ettiler. Ben enzimlerin EC numaralarını ezberlemiştim ve anlatırken söylüyordum tabii. Konuya hâkim olduğumu anladılar ve “Evet böyle bir şey yapılabilir” dediler.
Nüve: Projeniz nasıl uygulamaya geçti?
Begüm Esra Aytan: Mezun olduktan birkaç ay sonra şirketimi kurdum ve çalışmalarıma başladım. Bir sene boyunca böyle bir enzimin var olduğunu, üretilebilir olduğunu ve verimli olabileceğini gösteren çalışmalar yaptım. Bir senenin sonunda da gerçekten bunu kanıtladım ve TÜBİTAK’tan başarı belgesi aldım. Yeniden bir başvuru yaptım ve TÜBİTAK ikinci başvuruma da destek verdi. Bu kez çalışmamızda amaç; ortaya bir prototip çıkararak pilot seviyede üretim yapmak ve konuyu artık endüstriye ve üretim süreçlerine uygulamaktı. Aynı zamanda amacımız, optimal üretim koşullarını, paketleme koşullarını, çalışma koşullarını vb. her şeyin belirlenmesi için çalışmaktı. TÜBİTAK 1507 programı desteğim şu an hala devam ediyor. Bu arada proje çok ilerledi gerçekten. Çünkü bir mutasyon yaparak mutasyon ile doğal tipine göre enzimin aktivitesini dört katı arttırdık ve patentini aldık.
Nüve: Hayırlı olsun. Projenin patent alımı ile de sonuçlanması her projede rastlanılan bir durum değil. Tebrik ederiz.
Begüm Esra Aytan: Evet, doğrulama ve diğer prosedürleri tamamlandı ve çıkmasına çok az kaldı. Patent içeriği olacak iki ya da üç adet daha ürünümüz var. Çalışmalar ilerledikçe üretim prosesleriyle alakalı yeni şeyler ortaya çıktı ve proje de güzel bir noktaya geldi. Dünyada çok önemli petrokimya şirketlerinden yatırım talepleri var. Ama projemin ticari vasfı olduğunu ben çok sonradan fark ettim.
Nüve: Yatırım talebiyle gelenler uluslararası şirketler mi?
Begüm Esra Aytan: Evet bahsettiğim firma dünyanın büyük petrokimya şirketlerinden biri. Bunun yanında Garanti Bankası’yla devam eden resmi bir sürecimiz var. İlgilenen diğer bir firma ise tekstil firmasıydı. Tekstil üretim süreçlerinde boya ve suyu karıştırdıktan sonra kumaşlar boyanıyor. Bunun sonucunda devasa miktarda atık su ortaya çıkıyor. Bu suyun belli bir pH seviyesine indirildikten sonra atığa verilmesi gerekiyor. Bu pH seviyesine ulaşabilmek için birçok kimyasal madde kullanılıyor ve daha sonra belediyelerin kanalizasyon sistemine veriliyor ve bu iş için ekstra harç ödemesi yapılıyor. Bu maliyeti düşürmek için bizden suyu dekolorize etmemizi istediler. Bunu yapabileceğimizi düşündük ve çalışmaya başladık. Plastiğe göre daha kısa sürede reaksiyon veriyor. Bu enzimin ismine “WATman” dedik. Plastik için olana “PETman” ismini koymuştuk. WATman’ın literatürde yapılan çalışmalara göre enzim aktivitesi çok yüksek. Biz indigokarmin boyası ile çalıştık, %100 dekolorizasyon sağladık ve su tamamen saf su rengine döndü. Bu konu ile ilgili tekstil sektöründe birçok firma ile çalışıyoruz. Atık su işleminin dışında tekstil sektöründe, boyama süreçlerinde, diğer kimyasallar yerine enzim kullanımı yapabilir miyiz? Bunun üzerine de çalışıyoruz. Boyama süreçlerinde kimyasal maddeler kullanılıyor, hipoklorür gibi. Bu toksik kimyasalların yerine biyolojik enzim kullanma ile ilgili çalışmalarımız devam ediyor. Bunlar için demo setler kurduk ve başarılı şekilde devam ediyoruz.
Nüve: Plastik için ürettiğiniz enzim ile su için ürettiğiniz enzimlerin kökeni aynı mı? Yoksa farklı mı?
Begüm Esra Aytan: Bunlar tamamen farklı enzimler. Pet için ürettiğimiz enzimin kökeni Ideonella sakaiensis. Japonya bölgesine özgü bir bakterinin genleri. Biz bu bakterinin doğrudan genetik materyalini bularak onu E.colide üretilebilecek şekilde optimize ettik. Mutasyon çalışmaları yaparak genin enzim aktivitesini arttırdık.
WATman ise başka bir bakteriyel kökenli lakkaz aslında. Hepsinin farklı bir genetik dizisi var. Metodları çok benzer. Gen dizisi haricinde geri kalan her şey aynı diyebilirim. Toksik ve kimyasal katkı kullanılmıyor. WATman toksik boyalar üzerinde çok güzel parçalayıcı özellikler gösteriyor, %100’e yakın dekolorizasyon sağlıyor. Boyanın rengini açma işlemini ağartma olarak değil boyaya renk veren pigmentlerin bileşenlerini parçalayarak yaptığı için doğrudan saf su rengi elde edebiliyoruz. Bundan dolayı çok rağbet görüyor.
Nüve: Laboratuvarınızda Nüve ürünleri ile çalıştığınızı biliyoruz. Nüve ile ne zaman ve nerede tanıştınız?
Begüm Esra Aytan: Nüve ürünleriyle üniversitedeyken tanışmıştım. Laboratuvarımızda yıllardan beri kullanılan bir soğutmalı santrifüjümüz vardı. Laboratuvarda çalışırken, birçok cihaz arasında kullandığımız bozulmayan nadir cihazlarımızdan bir tanesiydi. Bu yüzden kendi şirketimi kurduktan sonra da Nüve ürünlerini tercih ettim. İlk olarak mikro santrifüj aldım. Yoğun bir şekilde çalışmaya başlayınca laboratuvarımız büyüdü, başka cihazlara da ihtiyacımız oldu ve distile su cihazı ve küçük bir otoklav aldık. Ardından küçük otoklav yetmemeye başlayınca daha büyük ve kontrollü bir otoklav almaya karar verdik. Reaktörde üretim yapıyoruz ve sterilizasyon yapmamız gerekiyor. Çalışmalarımız için sterilizasyon çok önemli. Bu yüzden Nüve’nin büyük otoklavını kullanıyoruz. Ve ardından üretim prosesimizde hücreleri çökertmek için kullanacağımız soğutmalı santrifüjümüzü aldık. Bizim çalışmalarımızı yaptığımız laboratuvar Yıldız Teknik Üniversitesi Teknokent’te. Nüve ürünlerini birlikte çalıştığım yerlere de tavsiye ediyorum.
Nüve: Çok teşekkür ederiz. Peki yaptığınız çalışmalarda Nüve cihazlarının yeri nedir? Hangi aşamalarda hangi cihazlarımızı kullanıyorsunuz?
Begüm Esra Aytan: Tüm besiyer çalışmalarımızın hazırlanması için kullandığımız suyu distile su cihazlarından alıyoruz. Reaktörde büyük ölçekte üretim yaptığımızda hücreleri çöktürmek sonrasında onlardan izolasyon yapmak için soğutmalı santrifüjü kullanıyoruz. Parçalıyoruz, tekrar çöktürüyoruz, içinden enzimleri çekiyoruz. Otoklavı; besiyerin hazırlığında tüm malzemelerin sterilizasyonunda, reaktörün sterilizasyonunda kullanıyoruz. Mikro santrifüjü ise küçük boyuttaki çalışmalarımız için kullanıyoruz. Örneğin DNA izolasyonu yaparken, bakterilerle özel olarak bir enzim analiz edeceksek, az miktarda hücre kültüründen protein elde ederken ve enzimi izole ederken kullanıyoruz.
Nüve: Kullandığınız cihazların performansının çalışmalarınızda önemli bir yere sahip olduğunu düşünüyoruz. Çalışmalarınızın doğruluğu ve istenilen şekilde ilerlemesi için cihazlardan iyi performans almanız gerekiyor. Bu konuda neler söylersiniz? Nüve ürünlerinin performanslarından memnun musunuz?
Begüm Esra Aytan: Şimdiye kadar hiçbir sorunla karşılaşmadık. Yaşadığımız küçük sorunlar da genelde kullanıcı hatasından kaynaklı oldu. Bir sorunumuz olduğunda Nüve’nin bayisi İndem’i arıyoruz. Önce bize telefonda tarif ederek yardımcı oluyorlar, biz de sorunu çözüyoruz. Çözemediğimiz bir sorun olursa aynı gün bize teknik servis ekibini yönlendiriyorlar. Bizden kaynaklı bir sorunsa tarif ediyorlar, cihazlardan kaynaklı ise zaten hemen gideriyorlar sorunu. Dediğim gibi majör bir sorun yaşamadık şimdiye kadar, diğer cihazlarla karşılaştırdığımda performansları gayet iyi ve en az sorun yaşadığım cihaz grubu diyebilirim.
Nüve: Peki bayimiz İndem’in çalışmalarından memnun musunuz?
Begüm Esra Aytan: Çok memnunuz. Herhangi bir durum olduğunda gece gündüz arayabiliyoruz. Nasıl yapıyorduk? Nasıl yapılıyordu? vs. unuttuğum noktaları rahatlıkla arayıp öğrenebiliyorum. Şehir dışı programlarımdan dolayı uzun süre laboratuvara girmediğim zamanlar oluyor, cihazların çalışması ile ilgili bazı hatırlamadığım noktalar olduğunda hemen arıyorum anında sorunumu çözüyorlar. Teknik desteğe ihtiyacımız olduğunda ise geri dönüş sürelerinin iki günü geçtiği olmadı. Yetişirse aynı gün yetişmezse ertesi gün mutlaka hallediyorlar. Yani, İstanbul gibi bir şehirden bahsediyoruz. Bu yüzden çok memnunum.
Nüve: Covid 19 pandemi sürecinde toplu çalışılan yerlerde tek kullanımlık pet bardaklarda su tüketimi arttı ve dolayısıyla atık pet bardak miktarı arttı. Bu petleri geri dönüşüm firmaları almak istemiyorlar. Nedenini size sorsak?
Begüm Esra Aytan: Şu anda petin geri dönüşümünü oligomer veya monomer seviyesinde yapmak istiyorsanız, yani kimyasal ham maddelerine parçalamak istiyorsanız, bunu kimyasal metotla yapabiliyorsunuz. Türkiye’de organize sanayi bölgelerinde geri dönüşüm fabrikaları var. Ama bu fabrikalar plastiği hiçbir şekilde ayırmadan kırıp, ezip, eritip bir kalıba döküyor ve birleştiriyorlar. Bunlar da çok kötü plastik poşetlere vb. dönüşüyor. Kimyasal dönüşüm ise daha pahalı ve zahmetli. Kimyasal dönüşüm sürecinde plastik önce yıkanarak ayrıştırılıyor. Ardından bir kırma makinesinden geçirilerek daha küçük parçacıklara ayrılıyor. Pudra haline getirilenler de var. Plastiği bu ön işlemlerden geçirdikten sonra 200-400 dereceler arası değişen sıcaklıktaki reaktörlerden geçiriyorlar. Sırayla glikolizis, amniyoliz yapılıyor. Farklı metotlar var burada kullanılan. Çok yüksek sıcaklık faktörü var ve birçok farklı kimyasal kullanılıyor. Bildiğim kadarıyla Türkiye’de bu sistemi yapan bir firma yok. Yurt dışında bu işi devasa reaktörlerle yapan birçok firma var. Burada da şöyle bir sıkıntı var; bu işlem yapılırken çok yüksek sıcaklık ve çok fazla toksik kimyasal kullanılıyor. Bir şeyi geri dönüştürürken hem çevreye daha çok zarar veriliyor hem de maliyeti çok yüksek oluyor. Aynı zamanda bu yöntemle geri dönüştürülen plastiğin bozunurluğu da artıyor. Örneğin gıda üretiminde gıda ambalajı olarak kullanmak için çok kaliteli bir polimerizasyon yapmanız lazım ki bozunurluğu artmamış bir plastik ortaya çıksın ve en ufak bir UV stresinde ya da başka herhangi bir streste gıdaya geçip zarar vermesin. Zor bir süreç. Ancak bizim enzimler 50-60 derecenin üzerinde aktivitesini kaybediyor, bozuluyor. 40 derecede optimum aktivite ile çalışıyor. Toksik kimyasal gerektirmiyor, dolayısıyla enerji maliyeti nerdeyse tamamen ortadan kalkmış oluyor. Yani oda sıcaklığının on beş derece üzerinde rahat bir şekilde çalışabiliyor ve kimyasal gerektirmiyor, dolayısıyla da bozunurluk artmıyor. Bizim çalışmalarımızda hedefimiz en başından beri şuydu: Kimyasal geri dönüşüm yapan firmalar, bu prosesleri zaten kurulu alt yapısına ek bir teçhizat alması gerekmeden, fazla harcamalarından da tasarruf edebilecek şekilde enzimi içeriye entegre edebilecek firmalardı. Ve biz hep onlardan yani Almanya’dan, Amerika’dan bu tarz firmalardan teklif aldık. Bu firmalarla çalışmalarımızı sürdürüyoruz şu anda. Kimyasal dönüşüm yapan bu firmalar enzimi proseslerine dahil ettiklerinde harcamalarından tasarruf edebilecek, prosesi yaparken çevreye verdikleri zararları ortadan kaldıracaklar.
Nüve: Türkiye’de bu sisteme sahip bir firma var mı?
Begüm Esra Aytan: Türkiye’de görüştüğümüz firmalar var, ancak onların da yabancı firmalar ile ortaklıkları var. Umarım Türkiye’de de bu sistemleri kurabiliriz. Aslında bu sistemler önceden yapılmış fakat bazı maliyetler ve dışa bağımlılık yüzünden devam ettirilememiş.
Nüve: Bir liseye laboratuvar kurduğunuzu biliyoruz. Neden bir okula laboratuvar kurma ihtiyacı duydunuz?
Begüm Esra Aytan: Sentetik biyoloji çalışmalarına çok önem veriyoruz. İş dışında da hobi olarak yaptığımız, sürekli araştırdığımız bir alan. Saint Joseph Fransız Lisesi ile 2018 yılında tanıştık. Öğrenciler International Genetically Engineered Machine’in (İGEM) sentetik biyoloji yarışmalarına katılmak istediler. Yarışma ABD’de. Oraya Oxford, Harvard, Cambridge gibi prestijli okullardan lise ve üniversite düzeyinde öğrenciler geliyor. Öğrenciler projeler yazıyor, laboratuvar çalışmalarını yapıyor. Ayrıca o süreçte çalışmalarında gerekli ihtiyaçlarını alabilmeleri için sponsorluklar veriliyor. Ve öğrenciler orada sentetik biyoloji projelerini yarıştırıyorlar. Çıtası çok yüksek bir yarışma, geçtiğimiz yıl Harvard’ın bile ödül alamadığı bir yarışmaydı. Ben öğrencileri 2018’den beri bu yarışmaya hazırlıyorum.
Nüve: Sizin yarışmaya hazırladığınız öğrenciler lise öğrencileri, değil mi?
Begüm Esra Aytan: Evet Saint Joseph Fransız Lisesi öğrencileri. Öncelikle teorik eğitim veriyoruz. Teorik eğitimden sonra yapmak istedikleri bir enzim çalışmasının besiyerinin hazırlanması, gen aktarımı, gen üretimi ve izolasyon süreçleri ile ilgili laboratuvar eğitimini veriyoruz. Ve onlara kendi projelerini yazmaları için bir fırsat tanıyoruz. Onlar da laboratuvarda araştırmalarını yapıyorlar. Örneğin bu yıl selüloz enzimini üretecekler ve kâğıt atıkları kendi okullarında geri dönüştürüp proje olarak İGEM’e sunacaklar. Teorik eğitimlerini bitirdik, laboratuvar kısmının çalışmalarına başladılar. Enzimi üretip okulda kendi kâğıt atıklarının üzerinde deneyecekler. Saint Joseph Fransız Lisesi ekibiyle üç yıldır düzenli olarak bu çalışmaları yapıyoruz. Buraya gelmek öğrenciler için zor oluyordu. Benim çabamın yanında okul çok gönüllü oldu bu konu için. Okulun mezunları da sponsor oldu ve okula bir laboratuvar kurduk. Hücre kültür ve genetik çalışmalarının yapılabileceği bir laboratuvar. Aynı zamanda hocalara da öğrencileri yarışa hazırlamaları için genetik bilimi ile ilgili formasyon da verdim. Bu yıl biraz önce bahsettiğim gibi projemiz, kâğıt atıkların kanalizasyona gitmeden önce parçalanması, bertaraf edilmesi projesi yani “Selüloz Enzimi Projesi”. Umarım başarılı olur
Nüve: Başarılar diliyoruz. Gençlerin Ar-Ge alanında çalışmaları ve projelerinin sanayi ile buluşması için neler önerirsiniz? Buna çok ihtiyacımız var ülke olarak.
Begüm Esra Aytan: Bir iş yapmak istiyorsanız işin önce teknik temeline, bilimsel temeline çok iyi hâkim olmanız gerek. Bunun için de çok çalışmanız gerekiyor. Ondan sonrasında zaten başarılı oluyorsunuz. Çalışmanız teknik olarak iyi ise ve bir soruna çözüm buluyorsa mutlaka pazarda kendine yer buluyor ve başarılı oluyor. Ama çok büyük bir kesimin üzerinde büyük bir atıllık var. Benim çok net olarak gördüğüm; çoğu kişi artık daha az çabayla daha çok şey elde etmek istiyor. Bu düşünceden bir kere toplum olarak kurtulmamız gerek. Gerçekten çalışınca bir şeyler oluyor. Ben burada çok uykusuz kaldığımızı biliyorum; şu koltukta çok uyuya kaldım. Hala da öyle değişmedi bu durum. Yani bir şeyi başarmak istiyorsanız onun için çok çaba sarf etmeniz, bir şeylerden feragat etmeniz gerek. Başka türlü başarılı olmak ya da fark edilmek çok mümkün olmuyor. Çok iyi olabilirsiniz ama birçok çalışma da ne yazık ki laboratuvar içerisinde kalıyor, kendinize güvenmeniz gerekiyor. Hem çalışmayı bırakmamak, atıl olmamak gerekiyor hem de sektörle iç içe olmak gerekiyor. Ben özellikle bunun faydasını son bir buçuk yılda çok gördüm. Daha önce hep laboratuvarda örnekleri yapıp kendimiz deniyorduk ama sonra örnekleri sektörden almaya başladık. Yani standart işte diyelim ki tedarikçi bir firmadan bir pet alıp onun üzerinde standart denemeler yapmak yerine bunu gerçekten bizim kullandığımız pet şişeyi öğüten firmalar kullanacak deyip onlardan örnek almaya başladık. Bu çok önemli. Yani çalıştığınız alanı bilmek, kimlerle çalıştığınızı bilmek ve böylece Ar-Ge ile sanayiyi buluşturmak gerekiyor.
Nüve: Laboratuvarda yapılan Ar-Ge çalışmalarının güncel hayatla buluşması kritik nokta.
Begüm Esra Aytan: Evet aynen öyle. Bizim alanda mühendislik bilimlerinden gelenler için çoğu çalışmalar akademik temelli ilerliyor. Ancak sizin gerçek hayata, sanayiye çalışmanızı uyarlamanız gerekiyor; işte burada birçok girişimci sınıfta kalıyor.
Nüve: Siz bu konuyu nasıl aştınız?
Begüm Esra Aytan: Ben onu bir plastik geri dönüşüm firmasıyla görüştüğüm zaman fark ettim. Oradaki çalışan personel bana şunu sordu: ”Şu kadar ünite enzim şu kadar bakteri değil de, kaç kilo bakteri vereceksiniz bize?” dedi. O zaman ben orada konuyu fark ettim. Dedim ki evet sektördeki çalışanlar bakteriyi kiloyla ölçüyorlar yani demek ki senin çalışmalarını buna uyarlaman gerek. Yaptığım çalışmayı ihtiyaca göre düzenledim. Enzimi kuruttuk, liyofize ettik, kaç gram enzim oluştu baktık. Bu adam kaç gram, kaç kilo enzim katacak suyun içerisine onu hesapladık. Ben artık çalışmalarımı sahanın taleplerine göre uyarlamaya başladım.
Nüve: İhtiyaçları anlayabilmek için sektörle yüz yüze gelmek, laboratuvardan çıkıp sahaya inmek gerekli diyorsunuz.
Begüm Esra Aytan: Aynen öyle. İhtiyacı anlayıp ortak dili geliştirmek şart. Onu yaptığınız zaman gerçekten sektörde yaptığınız işin bir karşılığı, bir değeri oluyor.
Nüve: Değerli bilgilendirmeniz için çok teşekkür ederiz. Başarılarınızın devamını diliyoruz.
Begüm Esra Aytan: Ben teşekkür ederim.