İnsan genomu proje sonuçlarının 2001’de yayınlanması, biyoinformatiği multidisipliner bir bilim dalı haline getirmiştir. Biyoinformatiğin en temel hedefi, genetik kodumuzun yazılı olduğu DNA’daki nükleotid diziliminden yola çıkarak hastalıklara sebep olan mekinazmayı anlamaya çalışmak ve bu doğrultuda tedavi yöntemlerinin gelişimine katkı sağlamaktır. Bunun için biyolojinin yanı sıra istatistik, matematik, fizik, kimya ve biyokimya gibi çok farklı bilim dallarından faydalanır. Bilgisayar ortamında gerçekleşen bir bilim dalı olduğu için en son teknolojiyi kullanır, ve bu ortamda uygulanacak ileri düzey istatistiksel yöntemler geliştirir. Kısaca, biyoinformatik, biyolojik sistemlerin işleyişini moleküler düzeyde açıklamak için, istatistiksel yöntemlerin bilişim teknolojileri yardımıyla geliştirildiği ve uygulandığı bir bilim dalıdır.

 

Bilgisayar destekli ilaç tasarımı, bölümümüzdeki öğretim üyelerinin araştırma konularından biridir. Hastalığa sebep olan mekanizmaya ait bir reseptör molekülün bilgisayar ortamında moleküler modeli yaratıldıktan sonra, bu moleküle bağlandığında işleyişine, hastalığı sonlandıracak şekilde etki edecek bir ilaç molekülü modeli tasarlanır. Bu ilaç molekülü, daha önceden sentezlenmemiş yepyeni bir model olabileceği gibi, milyonlarca molekülü barındıran bir veritabanından seçilmiş te olabilir. Herhangi bir ilaç molekülünün reseptöre bağlandığında ne şekilde etkili olacağı ilaç ve reseptör arasındaki kuvvetlerin miktarına bakılarak tahmin edilir. Bu kuvvetler, fiziğin en temel kanunlarına dayalı olarak geliştirilmiş enerji denklemleri aracılığıyla hesaplanabilmektedir. Bu sayede, deneysel ortamda sentezlemesi ve analizi uzun süreler gerektirecek yüzbinlerce molekül ve etkileri, in silico ortamda birkaç gün içinde taranarak belirlenmektedir.

 

 

İlaç moleküllerinin bağlandığı reseptörlerin dinamik yapısının incelenmesi, araştırma konularından bir diğeridir. Reseptörler, canlı organizmadaki en önemli “makromoleküllerdir”. Hastalığa sebep olan mekanizmadaki aksaklıklar bu moleküllerin aşırı ya da az çalışmasından kaynaklanır. Reseptörler dinamik yapılardır ve işleyişleriyle bağlantılı şekilde hareket ederler. Bu alanda yaptığımız araştırmalar, bu dinamik yapıyı anlamaya çalışır ve işleyişi bozacak yönde gelişen genetik mutasyonların sebep olduğu yapısal değişimleri ortaya çıkartır.

 

Ligand moleküllerin bağlanması sonucu aktif hale geçen iyon kanalı proteinlerinin çalışma dinamiklerini anlamak için özgün simulasyon yöntemleri geliştirmek  bölümümüzdeki araştırma konularından bir diğeridir. İyon kanalları sinir hücre zarında elektriksel potansiyel farkını regüle ederek sinirler arası sinyallerin iletilmesini sağlayan makromoleküllerdir. Çalışma mekanizmalarındaki aksaklıklar epilepsi, Alzheimer, Parkinson ve Huntington gibi sinir ve kas hastalıklarına sebep olur. Ayrıca, vücuda alınan alkol veya uyuşturucuda bulunan moleküllerin ilk hedeflediği reseptörlerdir.  Ancak, bu protein ailesinin yapısı ile ilgili yeterli deneysel bilgi bulunmadığından çalışma mekanizmalarını anlama konusunda henüz çok ileri gidilememiştir. Bölümümüzde, nikotinik acethlycholine reseptör ailesi başta olmak üzere iyon kanallarının homoloji modelleme ile yapılarının belirlenmesi ve sonrasında, bağlanan küçük moleküllerin reseptörün çalışma mekanizması üzerindeki etkileri incelenmektedir.

 

Çalışılan biyolojik sistemler arasında, bir hücre zarı reseptörü olan b2-adrenergic reseptörü, phosphodiesterase IV, triosephosphaste isomerase, nikotinik acethlycholine reseptör, GABA-R (gamma-amino butyric acid) reseptörleri bulunmaktadır.

 

İş olanakları: Bu programın mezunu akademik alanda çalışmalarına devam edebileceği gibi, ilaç ve biyoteknoloji firmalarındaki araştırma pozisyonları için aranılan kişiler olacaktır.

 

Yurt başvurusu yapacak olan öğrenciler yurtlarla ilgili ön bilgi almasında fayda var.