Tahrip edilen doğal yaşam alanları koronavirüslerin ortaya çıkması için mükemmel koşullar oluşturuyor. COVID-19 küresel salgınlar döneminin sadece bir başlangıcı olabilir. Mayibout 2 sağlıklı bir yer değil. Ivindo Nehri'nin güney kıyısında, Gabon'un kuzeyindeki büyük Minkebe ormanının derinliklerinde 150 ya da daha fazla insanın yaşam alanı olan bu yer; sıtma, dang, sarı humma ve uyku hastalıklarının çıkış noktası olarak bilinmektedir. Tüm bu hastalıklar ile bir şekilde mücadele edinildi. Fakat tarihler Ocak 1996 gösterdiğinde, o zaman insanlar tarafından sonradan bilinen bir ölümcül virüs olan Ebola, beklenmedik bir şekilde küçük bir salgın dalgasıyla ormandan dışarı çıktı. Hastalık, yakındaki ormandan şempanzeleri avlayıp yiyen ve bu şempanzelerin derilerini taşırken hasta olduğu bildirilen 37 köylünün 21'inin yaşamına son verdi. 2004 yılında Mayibout 2 bölgesine bir seyahat düzenleyerek tüm bu ölümcül hastalıkların Afrika ve Asya şehirlerinde bulunan biyoçeşitliliğin yüksek olduğu yağmur ormanları ürünlerinin ve vahşi hayvan etlerinin satıldığı marketlerden nasıl insanlara geçtiğini inceledim. Kano ile yaptığım seyahat bir gün sürdü. Ormandaki bu köye ulaşmak için Baka köylerinden ve küçük altın madenlerinden geçtim. Oraya ulaştığımda ise halkı bulaştığı insanların yüzde doksanını öldüren bu virüsün geri gelme korkusuyla travmatize olmuş buldum. Köylüler bana çocukların köpeklerle ormana gidip bir şempanzeyi öldürdüğünü ve onu pişirip yiyenlerin kısa sürede yüksek ateşe kapılıp çoğunun hemen hayatlarını kaybettiğini, kalanların da ebola nehrinin aşağısındaki hastaneye götürüldüklerinden bahsettiler. Nesto Bematsick gibi çok azı maalesef iyileşebildi. Nesto bana eskiden ormanları seviyorduk, şimdi ise bizim için bir korku kaynağı dedi. Nesto birçok yakınını bu virüsten dolayı kaybetti. Yaklaşık yirmi yıl öncesine kadar tropikal ormanların, dokunulmamış egzotik vahşi yaşamın içerisinde bulunan Ebola, HIV, dang humması gibi virüs ve mikropların insanları tehdit eden yeni hastalıklara yol açabileceği düşünülüyordu. Birçok araştırmacı 2019 yılının Aralık ayında Çin'de görülen, fakir veya zengin bir çok ülkenin sağlık ve ekonomisine büyük etkileri olan yeni bir viral hastalık olan COVID-19'un aslında insanlığın doğadaki biyoçeşitliliğe verdiği zararın sonucu olduğunu düşünüyor. Artan salgın hastalıklar insan hayatının refahı ile diğer canlılar ve tüm ekosistemin bağlantılarına odaklanan yeni bir bilimsel disiplin olan gezegen sağlığı alanını doğurdu. Spillover: Hayvan kaynaklı enfeksiyonlar ve bir sonraki salgın kitabının yazarı David Quammen, The New York Times'daki makalesinde insanlığın günümüzde bir çok türü, hayvanı, bitkiyi ve bilinmeyen virüsleri barındıran tropikal ormanları ve vahşi yaşamı istila ettiğini belirtiyor. Ağaçları keserek, hayvanları öldürerek veya onları kafesler ile pazarlara götürerek ekosistemin dengesini bozduğumuzu ve bu ortamlarda yaşayan virüslerin insanlar gibi yeni konaklar bulmak zorunda kaldığını söylüyor. Araştırmalar, hayvan kaynaklı salgınlar, Ebola, SARS, Kuş gribi, ve şimdi de COVID-19 gibi hastalıkların sayısının artışta olduğunu gösteriyor. Hayvanlardan insanlara geçen mikroplar artık çok kısa sürede her yere yayılabiliyorlar. ABD Hastalık Kontrol ve Önleme Merkezi , insanlara bulaşan yeni veya ortaya çıkmakta olan hastalıkların dörtte üçünün hayvanlardan kaynaklandığını tahmin ediyor. Kuduz ve veba gibi bazı hastalıklar yüzyıllar önce hayvanlardan insanlara geçerken, yarasalardan insanlara bulaşan ve görünme sıklığı az olan Marburg; 2019 yılının Aralık ayında Çin'in Wuhan bölgesinde ortaya çıkan COVID-19; Orta Doğu'da develerden insanlara bulaşan MERS insanlık için yeni ve küresel anlamda hızlı yayılabilen salgınları oluşturuyor. Bununla beraber hayvanlardan insanlara geçen diğer hastalıklara baktığımızda 1969 yılında Nijerya'da görülen Lassa ateşi, Malezyada görülen Nipah ve Çin'de 2002-2003 yılları arasında ortaya çıkan 30 ülkede görülüp 700'den fazla insanın ölümüne neden olan SARS'sı sayabiliriz. Afrika'da ortaya çıkıp mutasyona uğrayıp diğer ülkelerde de görülen Zika ve Batı Nil virüsü de yakın geçmişte bilinen salgınlara neden oldular. University of College London ekoloji ve biyoçeşitlilik bölüm başkanı Kate Jones; hayvan kaynaklı salgınların küresel sağlık, güvenlik ve ekonomiler için büyüyen bir tehdit olduğuna vurgu yapıyor. 2008 yılında Kate Jones ve ekibi, 1960 ve 2004 yılları arasında tespit ettikleri 335 hastalığın %60'nın hayvan kaynaklı olduğunu belirlediler. Kate Jones, hayvan kaynaklı hastalıkların çevresel değişimler ve insan davranışları ile bağlantılı olduğunu belirtirken, ormanları tahrip eden çok hızlı gelişen şehirleşme, madencilik, yol yapımı daha önce hiç olmadığı kadar insanları farklı hayvan türleri ile yakın temas kurmasını sağladığını belirtiyor. Jones, sonuç olarak bu yakınlaşmanın vahşi yaşamdan insanlara geçen hastalıkları artırırken, ekonomik gelişime de büyük yük oluşturduğunu belirtiyor. Kate, gelecekte muhtemelen tabiatı daha fazla tahrip ederek, salgın hastalıklar ile daha fazla muhatap olacağımızı düşünüyor. Jones, virüsler için bize yakın yeni yaşam alanları oluşturup onların bize bulaşmasını kolaylaştırdığımızı sonra da neden bu virüslerin bize bulaştığına şaşırdığımızı belirtiyor. Jones, tahrip edilen doğada bulunan türlerin nasıl oluyor da insanlarda hastalığa sebep olabilecek salgınlara neden olduğunu araştırdıklarını ve sonuç olarak tahrip edilen doğada bırakılmış hayvanların artan etki dediğimiz bir sistem ile insanlara hastalıklar taşıdığını tespit ettiklerini belirtti. Liverpool Üniversitesi Bulaşıcı Hastalıklar ve Küresel Sağlık Enstitüsü'nden Eric Fevre; Doğada bir çok patojenin bulunduğunu ve bunların bir değişim sürecinde olduklarını belirtirken, günün birinde bu patojenlerin insanlar için tehdit olabileceğine değiniyor. Eric Fevre, günümüz ile bir kaç on yıl öncesindeki farkı; insanların yarasalar, kuşlar, kemirgenler ve diğer hayvanlar ile iç içe yaşadığı yoğun yaşam alanları kurmasıyla salgınların türler arasında geçişinin çok daha kolay olması olarak görüyor. Emory Üniversitesi Çevre bilimleri bölümünden, doğada yaşam alanlarının değişmesiyle hayvandan insanlara geçen hastalıklar üzerinde çalışan Thomas Gillespie, patojenlerin türler arasında bir sınır tanımadığını dolayısıyla COVID-19 salgının kendisi için bir sürpriz olmadığına değinirken daha keşfedilmemiş bir çok patojenin olabileceğini ve bu açıdan henüz buzdağının görünen kısmında olduğumuzu vurguluyor. Gillespie, virüsler vahşi yaşamda kendi ekosistemlerinde bulunurken onların doğal yaşam alanlarını tahrip ederek bu yaşam alanlarından çıkıp yayılmalarını sağladığımızı belirtiyor. Grip salgınlarını ve neden oldukları çok sayıda ölümü tahmin edebildikleri gibi diğer salgın hastalıkların etkisini de hesaplanabileceğine değinen Gillespie, neyse ki son derece ölümcül olan Ebola, Kızamık gibi hastalıkların yayılma hızının az olması nedeniyle büyük bir trajediden kurtulduğumuzu belirtiyor. Thomas, vahşi yaşam alanlarının günümüzde tahribatının fazlalaşması büyük bir stres oluşturduğunu dolayısıyla vahşi yaşamda yaşayan türlerin başka türler ve insanlar ile irtibatının arttığına vurgu yapıyor. Gillespie, ormanları tahrip eden, banliyölerde yaşayan insanların Lyme hastalığına yakalanma riskini ABD'de artırdığına vurgu yapıyor. Gillespie; ekosistemi değiştirmek Lyme patojeninin karmaşık döngüsünü etkilediğini ve o bölgelerde yaşayan insanların Lyme bakterileri taşıyan bir kene tarafından ısırılma olasılığını artırdığını belirtiyor. Millbrook, New York'taki Cary Ekosistem Araştırmaları Enstitüsü'nde kıdemli bilim adamı olan Richard Ostfeld, insan sağlığı üzerine yapılan araştırmaların nadiren çevredeki doğal ekosistemleri dikkate aldığını söylüyor. O ve diğerleri, insan ve ekosistem sağlığı arasındaki bağlantılara odaklanan gezegen sağlığı disiplinini geliştirmeye çalışıyorlar. Ostfeld; bilim adamları ve halk arasında doğal ekosistemlerin kendimize yönelik tehdit kaynağı olduğuna dair yanlış inanışın olduğunu belirtirken, doğanın bir tehdit olması ancak gerçek hasarı yapan insan faaliyetlerine bağlı olduğunu söylüyor. Ayrıca doğal bir ortamdaki sağlık riskleri, bu ortamlara müdahale ettiğimizde çok daha kötüleşebileceğini belirtiyor. Ostfeld, hayvanlardan insanlara bulaşan hastalıkların doğrudan ve dolaylı yayılmasıyla güçlü bir şekilde bağlantılı olan sıçanlara ve yarasalara işaret ederken, kemirgenler ve bazı yarasalar doğal yaşam alanlarını bozduğumuzda ortamlara yayılır. Bu tür hayvanlardan insanlara patojenlerin bulaşma olasılığı ise en yüksektir. Ormanları ve yaşam alanlarını ne kadar tahrip edersek, o kadar çok tehlike içerisindeyiz diyor. New York, Bard College'da biyoloji profesörü olan Felicia Keesing, çevresel değişikliklerin insanların bulaşıcı hastalıklara maruz kalma olasılığını nasıl etkilediğini araştırıyor. Biyoçeşitliliği aşındırdığımızda, bize yeni hastalıklar getirme olasılığı en yüksek olan türlerin çoğaldığını görüyoruz, ancak aynı türlerin mevcut hastalıklar için en iyi konakçılar olduğuna dair iyi kanıtlar da var diye belirtiyor. Hastalık ekologları, virüslerin ve diğer patojenlerin, dünyada hızla büyüyen kentsel nüfusa taze et sağlamak için ortaya çıkan birçok gayri resmi pazarda kesilip satılan hayvanlardan insanlara taşınmasının muhtemel olduğunu savunuyorlar. Çin hükümeti tarafından mevcut COVID-19 salgınının başlangıç noktası olduğu düşünülen Wuhan'daki ıslak pazarın canlı kurt yavruları, semenderler, timsahlar, akrepler, sıçanlar, sincaplar, tilkiler, misk kedileri ve kaplumbağalar sattığı biliniyor. Aynı şekilde, batı ve orta Afrika'daki kentsel pazarlar, maymunları, yarasaları, sıçanları ve düzinelerce kuş, memeli, böcek ve kemirgen türünü kesip açık çöplüklere yakın hijyenik olmayan ortamlarda satıyorlar. Vahşi hayvan pazarları, patojenlerin türler arasında geçişi için mükemmel bir ortam oluşturuyor diyor Gillespie. İster doğal orman, ister vahşi hayvan pazarı gibi bir ortamda olsun, tek bir yerde çeşitli türlerle yeni etkileşimleriniz olduğunda, bir salgın olayı yaşayabilirsiniz diye de ekliyor. Wuhan pazarı, canlı hayvan satan diğerleriyle birlikte Çin yetkilileri tarafından kapatıldı ve Şubat ayında hükümet, balık ve deniz ürünleri dışındaki vahşi hayvanların ticaretini ve yemesini yasakladı. Ancak bazı bilim insanları, kentsel alanlarda veya gayri resmi pazarlarda satılan canlı hayvanların yasaklanmasının yeterli olmayacağını düşünüyor. Lagos'taki meşhur vahşi hayvan pazarı yeni bir salgın için patlamayı bekleyen bir nükleer bomba gibi. Ancak buzdolabı olmayan yerleri şeytanlaştırmak da adil değil. Bu geleneksel pazarlar Afrika ve Asya için yiyeceklerin çoğunu sağlıyor diyor Jones. Kenya, Nairobi'de bulunan Uluslararası Hayvancılık Araştırma Enstitüsü'nde kıdemli bir epidemiyolog ve veteriner olan Delia Grace, Bu pazarlar yüz milyonlarca fakir insan için temel gıda kaynaklarıdır ve bunlardan kurtulmak imkansız diyor. Yasakların tüccarları yeraltına zorlayarak, hijyene daha az dikkat edebileceklerini iddia ediyor. Uluslararası Çevre ve Kalkınma Enstitüsü'nün insan yerleşimleri araştırma grubunun baş araştırmacısı Fevre ve Cecilia Tacoli, vahşi hayvan pazarlarına odaklanmak yerine, gelişen vahşi hayvan ticaretine bakmamız gerektiğini savunuyorlar. Tacoli, çiftlik hayvanlarından ziyade, pek çok virüsün doğal konakçıları vahşi hayvanlardır diyor. Vahşi hayvan pazarları, yayılan hastalığa katkıda bulunduğu için sıklıkla suçlanan gayri resmi gıda ticaretinin bir parçası olarak kabul edilir. Ancak, kanıtlar gayri resmi piyasalar ve hastalık arasındaki bağlantının her zaman çok açık olmadığını da gösteriyor diyor. Jones, değişimin hem zengin hem de fakir toplumlardan gelmesi gerektiğini söylüyor. Dünya'nın kuzey bölgelerinden ahşap, mineral ve kaynaklara olan talep, hastalığa neden olan tahrip edilmiş ormanlara ve ekolojik bozulmaya yol açıyor. Küresel biyogüvenliği düşünmeli, zayıf noktaları bulmalı ve gelişmekte olan ülkelerde sağlık hizmetlerinin artmasını desteklemeliyiz. Aksi takdirde daha fazla salgına maruz kalacağız diyor. Kaliforniya Üniversitesi, Davis Veteriner Hekimliği Tek Sağlık Enstitüsü viroloğu olan, Sierra Leone'de ve başka yerlerde Ebola ile ilgili gözetim faaliyetlerini yöneten Brian Bird Riskler artık daha büyük. Her zaman oradaydılar ve nesillerdir oradaydılar. Değiştirilmesi gereken husus bu riskle etkileşimlerimiz diyor. Bird, Şimdi kronik acil bir çağdayız diyor. Hastalıklar öncekinden daha fazla ve daha hızlı yayılma olasılığı var, bu da yanıtlarımızda daha hızlı olmamız gerektiği anlamına gelir. Yatırımlara, insan davranışındaki değişimlere ihtiyaç var. Bu, topluluk düzeyindeki insanları dinlememiz gerektiği anlamına geliyor diye ekliyor. Bird, avcıların, kaydedicilerin, piyasa tüccarlarının ve tüketicilerin patojenler ve hastalıklar hakkında bilgilenmesinin bu konuda anahtar olduğunu söylüyor. Bu yayılmalar bir veya iki kişiyle başlar. Çözümler eğitim ve farkındalık ile başlar. Şimdi insanları farklı şeylerin farkına vardırmalıyız. Ebola'dan etkilenen insanlarla Sierra Leone'de çalışarak, yerel toplulukların bilgi alma açlığına ve arzusuna sahip olduklarını öğrendim. Ne yapacaklarını bilmek ve öğrenmek istiyorlar. diyor. Fevre ve Tacoli, özellikle düşük gelirli ve enformel yerleşimlerde kentsel altyapıyı yeniden gözden geçirilmesi gerektiğini savunuyor. Kısa vadeli çabalar salgının yayılmasını kontrol etmeye yönelik diye belirtiyorlar. Uzun vadede yeni bulaşıcı hastalıkların şehirlerde hızla yayılmaya devam edeceği göz önüne alındığında, kentsel planlama ve kalkınmaya yönelik mevcut yaklaşımların gözden geçirilmesi çağrısında bulunuyorlar. Son olarak Bird, Bir sonraki salgının nereden geleceğini tahmin edemeyiz, bu nedenle olası en kötü senaryoları dikkate almak için salgınları azaltma planlarına ihtiyacımız var. Kesin olan tek şey, bir sonraki salgının kesinlikle geleceğidir. diyor.


Rochester Üniversitesi Tıp Merkezi'nde son yapılan araştırmalar gelecekte olası bir Mars yolculuğunda astronotların ne gibi sağlık riski ile karşı karşıya kalabilecekleri üzerineydi. Çalışmalar sonucunda uzayın derinliklerinden yayılan kozmik ışınların hafızayı ciddi şekilde etkilediği ve Alzheime'ra sebep olduğunu gösteriyordu. NASA'nın önümüzdeki yıllar içerisinde daha fazla araştırmacıyı uzaya göndermeyi planladığı bu günlerde ortaya çıkan bu gelişme Dünya'nın manyetik alanı ve atmosferi sayesinde bu zararlı ışımalardan insanlığın nasıl korunduğunu da gösteriyordu. Araştırmacıların yaptığı çalışma ile uzay araçları güneşten gelen proton ışımalarına karşı korunabilir hale getirildi. Ama halen çok daha güçlü dev yıldızlardan yayılan kozmik ışımaların etkilerine karşı etkili bir koruma yöntemi geliştirilemedi. M.Kerry O'Banion yoğun demir iyonlarında uzay araçlarını korumanın çok güç olduğunu bunun için araçları en az 6 kat kurşun ile kaplamanın gerektiğini belirtiyor. Yüksek şarjlı ağır metallerin insan sağlığına zararı zaten uzun yıllardır biliniyordu.Şimdilerde ise bu ağır metallerin insan psikolojisindeki etkileri üzerinde araştırmalar sürdürülmekte. Rochester Üniversitesi Tıp Merkezi'nden araştırmacıların yayınladıkları makalede; yüksek enerji radyasyonlarına maruz kalmanın beyin fonksiyonlarında ciddi zararlar oluşturduğu ve bunun Alzheimer'a neden olduğu belirtildi. Dr. O'Banion yüksek enerji radyasyonlarının kansere neden olduğunun bilindiğini ama ilk kez Alzheimer gibi bilişsel problemlere de neden olduğunun bu çalışma ile saptandığını belirtiyor. Grup, özellikle çalışmalarını süpernova patlamasında ortama yoğun bir şekilde yayılan demir iyonun doğuracağı problemler üzerine yoğunlaştırmış. Bunun nedeni ise demir iyonlarına karşı aktif bir koruma tabakasının oluşturulamıyor olması olarak belirtiliyor. Laboratuar ortamında fareler üzerinde yapılan çalışmada ortamın radyasyon yoğunluğunun artırılması sonucu fare beyinlerinde beta amyloid denilen protein plakların biriktiğini bu protein birikmesinin de insanda Alzheimer hastalığına neden olan birikme ile aynı olduğu belirlenmiş. Dr. O'Banion bu sonucun bile başlı başına yüksek radyasyonun Alzheimer'a neden olduğunun kanıtı olduğunu belirtiyor.


Yeni dizayn edilen bu teknikle beyindeki bağlantılar çalışılarak kişisel tıp'a önemli katkılar sağlanacak. Yarı iletken endüstrisinde kullanılan teknikler ile MIT ve Harvard Tıp Fakültesi'nden mühendisler basit ve ucuz bir yöntem geliştirerek beyin dokularını laboratuar ortamında üç boyutlu şekilde oluşturdular. Bu yeni teknik ile canlı beyin dokuları orijinaline benzer şekilde inşa edile biliniliyor. Bu sayede bilim insanları nöronların nasıl bağlantı kurduklarını ve kullanılan ilaçların kişiden kişiye nasıl etki gösterdiğini tahmin edebilecek. Ayrıca, araştırmacılara göre bu teknik ile organ sistemlerindeki hasarlı dokuların yerine yenileri ile değiştirilecek biyo-mühendislik harikası dokuların geliştirilmesinin de önü açılmış olunacak. Harvard-MIT Sağlık Bilimleri ve Teknolojileri bölümünden Prof. Utkan Demirci, Nörobiyoloji içine bu tür kontroller ve manipülasyonlar getirerek, pek çok farklı yönlerin araştırılabileceğini vurguluyor. Prof. Utkan Demirci, MIT Media labs ve McGovern Enstitüsünde biyoloji, beyin ve bilişsel bilimler mühendisi Prof. Ed Boyden'in kıdemli yazarlığında ve Harvard-MIT Sağlık Bilimleri Teknolojileri, Harvard Tıp Okulu ve Birgham and Women's Hospital'da doktora sonrası çalışmalarını yürüten Dr. Umut Atakan Gürkan'ın başyazarlığında yeni tekniğin tanımlandığı bu makale 27 Kasım 2012 tarihinde Advanced Materials'da yayınlandı. Prof. Ed Boyden, daha önce karaciğer ve böbrek gibi yapay dokular oluşturulmuş olsa bile, özellikle çok yoğun bağlantıların olduğu çeşitli hücrelerin bulunduğu beyin dokusunun oluşturulmasının çok daha heyecan verici olduğunu belirtmekte. Beyin dokusu engelleyici ve uyarıcı olmak üzere çeşitli nöronlar içermektedir. Bununla beraber glial hücreler gibi destekleyici hücrelerde bulunmaktadır. Tüm bu hücreler özel oranlarda ve özel bölgelerde oluşmaktadır. Araştırmacılar, bu tip mühendislik harikası dokuların karmaşık mimarisini oluşturabilmek için hidrojel tabakaları üzerine sıçan primer korteksten alınan karışık beyin hücrelerini gömüyorlar. Bu tabakalar, daha sonra ışık kullanılarak hidrojeller ile çapraz bağlantılar oluşturabilecek bağlantılı katmanlara istifleniyor. Şekilleri değişen plastik fotomaskeler ile jellerin katmanlarını kapsayan araştırmacılar, böylece jelin maruz kaldığı ışık miktarını kontrol ederek çok katmanlı doku yapılarının 3 boyutlu olarak şekillerini kontrol edebiliyorlar. Bu tip fotolitografiler, yarı iletken üzerine bütünleşmiş devreler oluşturmak içinde kullanılır. Bu işlemlerin oluşturulması için fotomask oluşturma makinelerine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu da birkaç bin dolara mal olmaktadır. Fakat bu çalışma ile araştırma ekibi dokuları birleştirmek için çok daha hesaplı bir yöntem geliştirdi. Doku küpleri tek bir vücut hücresi ile karşılaştırıldığında 10 mikronluk bir hassasiyetle yapılabilir. Yelpazenin diğer ucunda araştırmacılar, 100.000 hücre ve 900 milyon bağlantıyı bir milimetre küp içinde oluşturmayı hedefliyor. Çalışma ekibinde bulunmayan Carneige Mellon Üniversitesi Makine Mühendisliği bölümünden Profesör Metin Sitti; bu tekniğin ucuz, güvenilir ve karmaşık yapılara izin vermesi açısından sağladığı avantajla 3 boyutlu doku oluşturmada ihtiyaçları karşıladığını belirtiyor. Doğal beyin dokusunda olduğu gibi sinirlerin nasıl bir bağlantı ve iletişimde olduğunu belirlemekte bu tekniğin temel bazı sorulara cevap olacağı ön görülmektedir. Prof. Boyden'de kısa bir süre içerisinde sinir hücrelerin nasıl birbiri ve çevresi ile iletişim kurduklarının detaylı bir şekilde aydınlatılacağını düşünüyor. İlk adım olarak, araştırmacılar kullanılan bir doku üzerindeki çalışmalar ile nöronların büyümesinin kısıtlamasında etkili olan çevresel faktörlerin nasıl olduğunu bulmaya çalıştılar. Bunu yapmak içinde farklı boyutlarda jel küplerine nöronlar yerleştirildi. Ardından bu nöronların bir biri ile iletişim kurmak için kullandıkları akson uzamaları ölçüldü. Bu koşullarda nöronlar klostrofobikler oluşturdu. Prof. Demirci; küçük jellerde aksonların uzamasının beş kat daha büyük bir jele göre yeteri kadar olamayacağını da belirtiyor. Araştırmacılar, bu çalışmaların yapay doku oluşturmalarında karşılaşılabilinecek problemlerin çözümüne ışık tutacağını umuyor. Prof. Boyden, bu çalışmaların bir başka uygulamasının da nörolojik hastalarda ilaç etkinliğinin ne olabileceğini doktorlara sunabilme imkanın sağlanabileceğini ve bu sayede kişiler üzerinde birçok ilaçlar deneyip doğru ilacı bulmak için uzun yıllar harcamaya gerek kalmayacağını belirtiyor. Bu yayının diğer yazarları, sırasıyla Harvard Tıp Okulu ve Sağlık bilimleri Teknolojilerinde ziyaretçi olarak lisansüstü çalışmalarını sürdüren Yantao Fan, Yine HMS ve HST'de doktora sonrası çalışmalarda bulunan Feng Xu ve Emel Sokullu Urkac, HMS ve HST'de ziyaretçi tıp öğrencisi olan Güneş Parlakgül. MIT lisans üstü öğrencileri Burcu Erkmen ve Jacob Berstein ve son olarakta Tsinghua Üniversitesi profesörü Wangli Xing'dir. Bu çalışma Ulusal Bilim Vakfı , Paul Allen Ailesi Vakfı, New York Kök Hücre Vakfı, Ulusal Sağlık Enstitüsü , A.F Mühendislik ve teknolojisi harvey ödülleri ve MIT Lincoln laboratuarları tarafından finansal olarak desteklenmiştir.


Araştırmacılar tarafından yakın geçmişte birçok uyku oluşturucu moleküller tespit edildi. Bunlardan bazıları sitokinler, anandamide, urotensin II, ve adenozin molekülleridir. Bu moleküller arasında yer alan Prostaglandin D2 (PGD2) uyku indükleyici etkisi ise 30 yılı aşkın bir süredir bilinmektedir. Yapılan çalışmalar uyku indükleyici moleküllerin uzun süreli uyanıklık periyodunda beyinde biriktiklerini gösteriyor. Araştırmacılar uyanıklık periyodunda bu moleküllerin belli bir seviyeye ulaştıktan sonra uyku oluşturucu sinirlere etki ederek beynin uyku fazına geçmesinde rol aldıklarını düşünüyorlar. Bir araşidonik asit türevi olan Prostaglandin D2 iki farklı prostaglandin sentez enzimi olan; hematopoietic PGDS, ve lipocalin-type PGDS tarafından sentezlenmektedir. Çalışmalar lipocalin-type PGD2 synthase tarafından sentezlenen PGD2'larin uyku oluşturucu özelliklerinin olduğunu ortaya çıkardı. Beyin dokuları üzerinde yapılan deneylerde LPGDS'in; koroid pleksus , leptomeninksler ve oligodendrositler hücreleri tarafından üretildiği tespit edildi. Geçtiğimiz günlerde Frontiers in Cellular Neurobiology dergisinde yayınlanan çalışmada araştırmacılar ilk kez uyku oluşturucu Prostaglandin D2 molekülünün ana kaynağının leptomeninksler olduğunu buldular. Tsukuba üniversitesi uluslararası bütünleşik uyku tıbbi enstitüsü 'den araştırmacılar, LPGDS genin spesifik olarak CP,LM ve OD hücrelerinde nakavtlanmış transgenik fareler üzerinde yaptıkları deneylerde; LPGDS seviyesi ve PGD sentez enzimi aktivitesinin; LPGDS'leri OD ve LM hücrelerinde nakavtlanmış farelerde dramatik bir şekilde azaldığını buldular. Sonraki çalışmalarda transgenik farelere PGDS baskılayıcı molekül selenyum tetrachloride (SeCl4) ile müdahale edilerek uyku süreleri gözlemlendi. Sonuçlar LPGDS'leri OD ve CP hücrelerinde nakavtlanmış farelerin PGDS baskılayıcı molekülün etkisi ile uykularının kontrol grubu farelerine göre baskılandığını, öte yandan LPGDS'leri LM hücrelerinde nakavtlanmış farelerde ise PGDS baskılayıcı molekülün uyku süreleri üzerinde bir etkisi olmadığı keşif edildi. Bu sonuçlar uyku oluşturucu PGD2'larin ana kaynağının leptomeninksler olduğunu ortaya çıkardı. Uyku vücutta sinir dokularının, kasların ve yeni kemiklerin oluşması gibi önemli hücresel ve dokusal süreçlerin yer aldığı hayati bir periyottur. Fakat günümüzde gelişen modern teknolojiler, eğlence kültürü, yoğun iş yükü bu hayati periyodun ihmal edilmesine neden olmaktadır. Dolayısıyla modern toplumlarda uyku problemleri ve ilişkili hastalıklar gittikçe artmaktadır. Bu buluşun uyku araştırmacıları için uyku hastalıklarının kökenini anlamaya ve alternatif tedavi yöntemi geliştirmelerinde yardımcı olabileceği ön görülmektedir. Yoğun araştırma takvimine rağmen makalenin baş yazarı Dr. Yoan Cherasse ile çalışması hakkında kısa bir röportaj yapma şansı da bulduk. Bu çalışmanın otuz yıldan fazla bir geçmişi var, ilk kez Profesör Osamu Hayaishi ve ekibi beyine çok az miktarlarda Prostaglandin D2 enjeksiyonun hayvanlarda fizyolojik uyku oluşturduğunu keşfettiler. O tarihten sonra Profesör Yoshihiro Urade ve ekibi yıllarca beyinde uyku oluşturucu Prostaglandin D2'nun kaynağının izini süren çalışmalar yaptılar. Kendisi Prostaglandin D2 üreten hematopoietic PGDS ve lipocalin-type PGDS'in genlerini klonladı. Daha sonra ekip arkadaşları Prostaglandin D2 beyinde doğal olarak sentezlendiğini keşif ettiler. Dr. Zhi-Li Huang ise uyku oluşturucu Prostaglandin D2'nun özel olarak lipocalin-type PGDS tarafından sentezlendiğini buldu. Sonraki araştırmalarda LPGDS'lerin beyinde leptomeninksler, koroid pleksus ve oligodendrositler olmak üzere üç farklı hücre grubu tarafından üretildiği keşfedildi. Ben Profesör Urade'nin laboratuvarlarında çalışmaya başladığımda bu üç hücre grubunun hangisinin uyku oluşturucu Prostaglandin D2'nun üretiminde ana kaynak olduğu bilinmiyordu. Teorik olarak, LPGDS sentezleyen en büyük dokuya sahip olan leptomeninkslerin ana kaynak olduğu düşünülüyordu. Bu projede benim görevim bu hipotezi ispatlamaktı. Biz bu çalışma ile leptomeninksler uyku oluşturucu Prostaglandin D2'nun ana üretim kaynağı olduğunu tespit ettik. Fakat, leptomeninksler üç farklı tabakadan oluşmaktadır. Biz halen hangi tabakadaki hücrelerin Prostaglandin D2'nun üretilmesinde ana rol oynadığını bilmiyoruz. Günümüzde spesifik olarak bu tabakaları çalışmak teknik anlamda mümkün görünmüyor. İkinci olarak, Prostaglandin D2 üretiminin beyinde nasıl düzenlediğini henüz bilmemekteyiz. Bu iki bilinmezliğin ileri ki çalışmalarda aydınlatılması gerektiğini düşünüyorum. Şu an birçok farklı proje üzerinde çalışıyorum. Birkaç yıl önce farelerde çinko elementinin uyku indüklediğini keşif ettim. Öyle görünüyor ki çinko elementi beyin için uyku indükleyici bir faktör. Şu an çinko elementinin beyinde uyku indükleme mekanizmasını aydınlatma üzerine çalışıyorum. Diğer bir projede ise, beyinde uyanıklık ve motivasyon arasındaki bağlantıları anlamaya çalıştığım deneyleri yürütmekteyim. Dr. Cherasse, bize vakit ayırıp tecrübenizi paylaştığınız için çok teşekkür ederiz. Yoan Cherasse, Kosuke Aritake, Yo Oishi, Mahesh Kumar Kaushik, Mustafa Korkutata, and Yoshihiro Urade. The leptomeninges produce the prostaglandin D2 involved in sleep regulation in mice Frontiers in Cellular Neuroscience, doi: 10.3389/fncel.2018.00357 (2018).


Elif iki yılını muz kabuklarından biyo-plastik üretebilmeye harcadı. Bu hiç de kolay değildi. 10 denemesinde ürettiği plastiğin güçlü olmaması ve hemen bozulması yüzünden istediği sonucu alamadı. Ama bu onu yıldırmadı hep Edison'un Ben başarısız olmadım, sadece başarı ile sonuçlanmayan 10.000 yol buldum cümlesini hatırladı. Sonuçta bu ısrarı onu son iki denemesinde muz kabuklarından üretilmiş bozulmayan biyo-plastikler üretmesini sağladı. Zaten Science in Action değerlendirme komitesi bu ödüle onu layık görürken dikkatini en çok çeken de projesindeki ısrarı ve yılmadan mücadelesini sürdürmesiydi. Elif'in plastik üretmek için kullandığı bileşikler bir kişinin evinde bu plastiği üretebilecek kadar iyi karakterde. Çalışması boyunca nişasta ve selülözün biyo-plastik endüstrisinde farklı yerlerde de kullandığı öğrenen Elif, muz kabuklarının bu ürünler içinde önemli bir kaynak oluşturabileceğini farkediyor. Günümüzde daha çok petrol bazlı plastiklerden üretilen elektrik kablosu ve kozmetik malzemelerinin yerini muz kabuğu bazlı plastiklerin alabileceğini düşünüyor. Elif'i tanıyanlar, projesinin tıp dünyasındaki uygulamalarını da düşündüğünü çok iyi bilirler. Zira kendisi Bilim beni çağırıyor ifadesini projesinde kullanarak ilerde tıp alanlarında kariyerini sürdürmeyi düşünüyor. Rachel Scheer'nin Elif ile yaptığı röpartajıda siz okuyucularımızın bilgisine sunuyoruz. Projem üzerinde bu fuardan haberim olmadan uzun bir süre çalıştım. Ne zaman ki projem sonuçlanmaya yakın hale geldi, projemle başvurabileceğim yarışmaların olup olmadığına bakmaya başladım. Açıkçası, basitçe google'da bunu araştırdım ve ilk karşıma çıkan sonuç google bilim fuarıydı. Bu fuarın içeriğini okuduktan sonra bunun benim aradığım yarışma olduğunu anladım. Sadece fikirlerin veya yeninliklerin değil aynı zaman gerçek bilim insanları ile vakitte geçirmemi sağlacak bir yarışma olduğunu gördüm. Ama en önemlisi iyi vakit geçireceğim konusunda cesaretlendim. Bu benim için petrol bazlı plastiklerin oluşturduğu çevre kirliliğine karşı çözüm üretebilecek potansiyelde bir proje yaptığımın göstergesi oldu. Aynı zamanda dünyayı değiştirme yönünde bir adım attığımın göstergesi ki bu beni gerçek anlamda kazanmış yapıyor. James D.Watson, Francis Crick ve Maurice Wilkins'i seçerdim. Bana göre son yüzyılda çığır açan en önemli keşif internettir. Çünkü, bu sayede dünyanın neresinde olursa ol bilgiye ulaşmak, fikirlerini paylaşmak sadece birkaç saniyeni alıyor. Son on yıla gelince tüm gençlerinde düşündüğü gibi en çığır açıcı buluş bence iphone'dur. Bu sayede insanlık akıllı telefonlar ile tanıştı ve istediği her yerde internete girebilir, fotoğraf ve video çekebilir hale geldi. Bu daha fazla iletişimin gücünü artırdı. Büyük bir bilimkurgu hayranı olarak, zaman içerisinde seyahat edip yüzyıl sonraki buluşları tanıtmayı istemezdim. Zira, uzay- zaman eğimini rahatsız etmek istemem. Fakat sorunuza cevap olması açısından sanırım kolera hastalığının tedavi yöntemini o zamanki insanlığa tanıtırmak isterdim. Zira bu hastalık 1817 yılında ilk olarak tespit edilmiş ancak tedavisi 1912 yılında bulunabilmiş. Bu süre zarfında bir çok insan kolera yüzünden hayatını kaybetmiş. Belki bu can kayıplarını önlemiş olurdum. Elif'in kendi sesinden anlattığı projesinin videosunuda siz değerli okuyucularımızın bilgilerine sunuyoruz. Bu genç kızımız ile gurur duyuyorum. Başarılarının devamını diliyorum. Elif'te, klasik 'mucit çocuk'tan fazlası var. İçindeki ilmi ve insani duygularını daha da güçlendirmiş olarak yoluna devam etmiş olmasını temenni ediyorum.


Dr. Aydoğan Özcan, doktorasını 2005 yılında Stanford Üniversitesi Elektrik Mühendisliğinde tamamladıktan sonra Harvard Tıp Okulunda araştırma üyesi olarak tıbbi görüntüleme sistemleri üzerinde çalışmalarını 2 yıl kadar sürdürdü. 2007 yılında Kaliforniya Üniversitesi Los angeles'ta elektrik mühendisliği bölümünde kurmuş olduğu laboratuvarlarında Biyo ve Nano fotonik üzerinde çalışmalarına devam ediyor. Dr. Aydoğan Özcan, özellikle merceksiz görüntüleme sistemlerinde yapmış olduğu çalışmalar ile bilim dünyasında tanındı. Çalışmaları ile küresel birçok ödüle layık görüldü. 2011 yılında Amerikan başkanlığı tarafından önemli bilimsel ve teknolojik yeniliklere imza atan araştırmacılara verilen başkanlık kariyer ödülüne layık görüldü. Ayrıca, 2012 yılında dünyaca ünlü popüler bilim dergisi Popular Science tarafından 10 en parlak bilim adamı arasında gösterildi. Dr. Aydoğan Özcan, UCLA'de geliştirmiş olduğu teknolojiler ile onlarca patenti ve bir o kadarda patent başvurusu bulunmaktadır. Biz de Bilim.org'u takip eden siz değerli bilim severler için kendisi ile çok güzel bir söyleşi gerçekleştirdik. Sizleri bu söyleşi ile baş başa bırakıyoruz. Kaliforniya Üniversitesi'ndeki grubum hesaplamalı görüntüleme teknolojileri üzerinde çalışıyor. Kısacası, yeni mikroskoplar oluşturmaya çalışıyoruz. Bu mikroskopların en önemli özelliği normal mikroskoplardan daha hafif, taşınabilir ve ucuz olmalarıdır. Bunu yaparken de görüntünün kalitesini, çözünürlüğünü ve kontrastını değiştirmeden yapmaya çalışıyoruz ki aynı kalitede güzel görüntüler alabilelim. Mikroskopların ve görüntüleme cihazların en önemli parçaları merceklerdir. Biz bu mercekleri dijital hesaplama yöntemi ile değiştirerekten çok daha geniş alana bakabilecek mikroskoplar dizayn ediyoruz. Bunların da tele tıp alanında çok farklı uygulamaları var. En çok duyduğunuz cep telefonunun kan hücrelerine bakabilecek bir mikroskoba dönüştürülmesi olabilir. Çünkü cep telefonlarında hem çok iyi bir hesaplama ortamı var, hem de cep telefonunun arkasındaki kameralar çözünürlük açısından oldukça iyi durumda. Dolayısıyla bu tür cihazların cep telefonu ile bütünleşmesi özellikle tele tıp ve üçüncü dünya ülkelerindeki sağlık taramaları için ilginç alanlar ve uygulamalar ortaya çıkartıyor. Doktoramın sonlarına doğru geliştirmiş olduğumuz tekniklerin görüntülemeye uygulanabilir olduğunu gördük. O zaman için kullandığımız ve geliştirdiğimiz tekniklerin matematiksel olarak da aynı şekilde görüntüleme teknolojilerinin ilerletilebilmesi için faydalı olabileceğini düşündük. Böylece doktoramın sonlarına doğru görüntülemeye merak duymaya başladım ve bu konularda çalışmaya başladım. Doktoram sonrasında Harvard Tıp Okulunda yaklaşık 2 sene geçirdim. Oradaki çalışmalarım daha çok klinik örnekler üzerineydi. Geçirdiğim bu süre bana elektrik mühendisliği tabanlı bir eğitimin tıbbi konularda nasıl uygulanabileceğini, tıbbi görüntülemenin teşhis amaçlı nasıl kullanılabileceğine yönelik fikirler verdi. Bu fikirler kendi vizyonumu oluşturmam için çok faydalı oldu. Merceksiz görüntüleme sistemleri aslında çok zengin bir konu. Özellikle optik ve ışığın kırılmaları üzerinde ilgilenen araştırmacıların merceksiz görüntülemedeki problemlerin teşhisi için önünde çok ilginç sorular var. Dolayısıyla, amaçlarımdan biri merceksiz görüntülemenin optik incelenmesi ve detayları üzerinde çalışmak, diğer amacım ise tekniklerimizi gelişmesine paralel olarak uygulamalarının hangi alanlara gidebileceğini düşünmeye başlamaktı. Bu nedenle işin içerisinde hem bu teknolojilerin çözünürlük problemleri nedir? sorusuna cevaplar aramak, hem de uygulamalı mühendislik ve fizik içeren bir bakış açısın ile bu konularda nasıl ilerlenebilinir sorgulamak vardı. Bunun ile birlikte teknolojinin hangi alanda kullanılabilinir konusunu da geniş anlamda düşünüp, böylece etkili sonuçlara ulaşma gibi bir amaç da taşıyordum. Dolayısıyla, sorunuza dönersek aslında her ikisi de var. Tabi, bu teknolojiler yavaş yavaş kendini geliştirdikçe özellikle başka araştırmacıların kendi ihtiyaçlarına göre geliştirecekleri modüler bir yapı haline geldikleri zaman başka sistemler ile de bütünleşeceğini düşünüyorum. Bu açıdan bu sistemleri standartlaştırabilip ne kadar çok modüler hala getirebilirsek, o ölçüde merceksiz görüntüleme konusunun laboratuvarlarda daha çok yer alacağını ve hali hazırda kullanılan cihazların bazı konularda yerini alacağını düşünüyorum. Hızdan kastınız eğer daha fazla büyük bir hacme, daha fazla büyük bir alan veya daha fazla derin bir örneğe bakmaksa; evet. Bunun birçok farklı uygulaması var. Ama en son çok iyi sonuçlar bulduğumuz alan; üç boyutlu görüntüleme alanıdır. Özellikle spermlerin üç boyutlu hareketinin izlenmesi sperm biyolojisiyle ve spermin tıbbi yapısıyla ve onun etkilendiği mekanizmalar ile ilgili çalışmalar yapan araştırmacıların kullanabileceği çok faydalı bir teknik olduğunu düşünüyorum. Üç boyutlu merceksiz görüntüleme tekniğini çok hızlı ve çok geniş bir hacimdeki binlerce sperme aynı anda bakıp onların hareketlerini belirlemek için kullanılabileceğimizi söyleyebilirim. Bu gelişme araştırmacılar için büyük avantajlar sağlayacaktır. Çünkü özellikle çeşitli ilaçların ve kimyasal maddelerin, sperm ve hareketi üzerindeki etkilerini incelemek ya da değişik fiziksel teoremlerin veya hipotezlerin denenmesi için bu tür tekniklerin çok faydalı olacağını inanıyorum. Son çalışmalarımız eminim birçok araştırmacıyı heyecanlandırmıştır. Onlar da kendi amaçları doğrultusunda bu teknikleri geliştirip kullanmayı düşünüyorlardır. Türkiye'de herhangi bir grup ile aktif çalışmam bulunmamakta. Bununla beraber Türkiye'deki araştırma ekosistemine katkı sağlamak amacıyla belki bir uydu laboratuar kurma yönünde düşüncelerim var. Bunun çalışmalarını yapıyorum. Ama bu başka bir grupla çalışma şeklinde olmayacak. Uzun bir süredir bir Türk grupla çalışmadım. Bu nedenle, Türkiye'deki iş ortaklığı durumu hakkında bir çıkarım yapamıyorum. Bunun dışında buradan baktığım zaman, ülkedeki gelişmeler çok güzel görünüyor. En azından Türkiye'de araştırma kurumlarında daha önce hiç görmediğim bir enerji ve finansal kaynak var. Fakat her zaman olduğu gibi yine de profesyonel açıdan Türkiye'de kaygan bir zeminin olduğu açık. Bizim grubumuzda fizik, mühendislik, kimya ve biyokimya temelli birçok araştırmacı var. Dolayısıyla, yaptığımız çalışmalar farklı temelli araştırmacıları bir araya getirip özellikle çok disiplinli çalışmalar ile optiğin, mikro analiz sistemlerinin daha da ilerletilmesi üzerine çalışıyoruz. Bu disiplinler arası yapı herkesin birbirinden birçok şey öğrenmesini sağlıyor. Doktora sonrası araştırmacılar ve öğrenciler birbirleri ile çok iyi bir öğrenme durumu içerisindeler dolayısıyla onlar için çok güzel bir gelişme ortamı oluyor. Çok farklı disiplinde insanın bir arada olması yaptığımız işlerin çok hızlı ilerlemesini sağlıyor. Bu yüzden grubumdaki araştırmacıların yayınladıkları makaleler ve katıldıkları konferanslar açısından bakarsak kendi yaş gruplarına göre oldukça ilerdeler. Bunun da en büyük sebebi daha çok disiplinler arası çalışma ortamının ve onları hızlı sonuçlar almaya iten verimli bir rekabet ortamının olması. Ben yaptığım işten zevk alıyorum ve yaptığım işi tutku ile seviyorum. Herhangi bir başarının elde edilmesi için bu çok önemli. Yaptığınız işe tutku ile bağlanmak çok önemli bir şey. Yani tabi ki profesyonel bir altyapınız yok ise tutku veya bir şeyi sevmek sizi hayalciliğe de götürebilir veya onu direk bir hobiye de dönüştürebilir. Eğer tutkuyu profesyonel anlamda bir başarıya götürmek istiyorsanız çok ciddi ve sıkı bir eğitimden geçmeniz lazım. O sıkı eğitimden geçmeden herhangi bir başarı profesyonel anlamda gelmez. Zaten yeni neslin herhalde en büyük takıldığı nokta profesyonel alt yapının nasıl geleceği konusunda çok fazla fikirlerinin olmaması. Bu profesyonel altyapı çok uzun süren çok uzun gayretli çalışmalar sonucunda geliyor. O zor çalışmalardan insanları geçirdiğiniz zaman sanıyorum yarısı bırakıp kaçar. Dolayısıyla, bu zor altyapı çalışmalarını sürdürüp profesyonel donanımınızı tutkunuz ile birleştirdiğiniz zaman başarının daha iyi ve uzun vadede olacağını düşünüyorum. Kaliforniya'da geliştirdiğimiz teknolojiler yaklaşık 20'den fazla patent başvurusuna dönüştü. Bu 20'den fazla patent başvurusu şu an özel bir şirket tarafından lisanslandı. Bu yaz itibari ile de ilk ürünleri piyasa verildi. Şu an aslında bizim geliştirdiğimiz teknolojinin bir miktarı bir şirket vasıtası ile günlük hayatta bulabiliyoruz. Grubumuzda finansal durumumuza göre değişik zamanlarda açık pozisyonlar oluyor. Elimizdeki projelere ve ihtiyacımıza göre değişik temellerde araştırmacılar arıyoruz. Bu elimizdeki olanaklara göre çok değişkenlik gösteren bir durum. Ama en önem verdiğimiz nokta öz geçmişinin ve yaptığı işlerin projelerimizle ne kadar uyum gösterdiğidir. Eğer uygunluk görürsek bir konuşma ile ne yapabileceklerini anlayıp, karar veriyoruz. Türkiye'de de güzel imkanlar var. Bu imkanların değerlendirilmesi adına bilim insanı olmak isteyen genç yakınındaki araştırmacılar ile birlikte düşünmesi gerekir. Kimler ile nasıl araştırmalar yapabilirim sorusunu sormak gerekiyor. Araştırma kültürünün yerleşmesi için kitap okumak yetmeyecektir. Elinizin alışması için oldukça fazla bir araştırma faaliyeti içerisinde olmak gerekiyor. Doğru soruları, doğru yerde, doğru zamanda sorabilmekte bir yetenektir. O yüzden bir an önce kitaplardan edindikleri bilgileri gerçek hayat ile alakalı projelerde uygulamaya çalışmak için araştırma grupların içerisinde kendilerine imkan verilecek çalışmalarda yer almalılar. Ben mühendislik tabanlı olduğum için bu alanlarda olan için bir an evvel mühendislik kavramlarını düşündürecek, çözüme yönelik projelerde bulunmaları öğütleyebilirim. Böylece kendilerine ait bir araştırma kültürünü geliştirebilirler. Aydoğan Hocam, yoğun araştırma gündeminizden vakit ayırıp sorularımızı yanıtladığınız için çok teşekkür ederim.


Birleşik Krallık'tan araştırmacılar geçen yıl Sri Lanka kıyılarında buldukları meteor parçalarında su yosunlarına benzer fosiller buldular. Bu bulgu belki Panspermia olarak da bilinen binlerce yıl önce yaşamın Dünya'ya uzaydan geldiği hipotezini güçlendirici nitelikte olsa da asıl dikkat çeken evrende bir yerde Dünya dışında da yaşamın olduğunun bir göstergesiydi. Astrologlar Aralık 2012'de Polonnaruwa, Sri Lanka'ya doğru düşen bir ateş topu gözlemlediler. Takip eden günlerde bu meteordan örnekler alınarak Sri Lanka tıbbi araştırmalar enstitüsünde bir dizi analizler yapıldı. İlk mikroskobik analizler silisli mikroyosunların fosillerinin diatomik yapısının varlığını gösteriyordu. Yine de tam emin olmak için Astrobiyologlar bu örnekleri Cardiff Üniversitesi'nin ileri araştırma laboratuarlarında da analiz ettirdiler. Sonuç kesinlikle bu fosillerin Dünya'ya düşen bir meteordan geldiğini ve fosilleşmiş biyolojik bir yapıyı barındırdığını gösteriyordu. Bu Panspermia hipotezini savunanlar için bir müjdeydi. Günümüzde hayatın nasıl başladığına dair birkaç yaklaşım tezleri bulunmaktadır. Bunlar; yaşamın Dünya'ya uzaydan bir meteor üzerinden geldiğini savunan Panspermia. Yaşamın inorganik moleküllerden kendiliğinden evrimleştiğini savunan Abiogenesis. Biraz daha hayali olan, yaşamının uzaylılar tarafından Dünya'da başlatıldığını savunan Aşırı Panspermia. Aslında hangisinin tam olarak doğru olduğunu belki de hiç bilemeyeceğiz ama şu bir gerçek ki son bulgular Panspermia hipotezinin elini biraz daha güçlendirmiş durumda. Cardiff Üniversitesi bu örneklere karşı iki yaklaşımda bulundu; Öncelikle bu fosillerin gerçek su yosunu fosilleri olduğunu kabul ettiler fakat önemli olan ise bu örneklerde Dünya dışı partiküllerin bulgusuydu. Bununla beraber çok düşük seviyelerde azot elementlerine rastlanıldı ki bu modern dünya canlılarında da görünen bir seviyeydi. Bu örneklerin bir meteordan geldiğinin kanıtı ise yapılan oksijen izotopları analizlerinin sonucuydu. Kaya matrisi ile kaynaşmış olan fosiller, örneklerin karasal kökenli bir organizmaya ait olmadığının da bir göstergesiydi. Biyolog John Hewitt bunun kesin bir buluş olduğunun söylenemeyeceğini düşünüyor. Ayrıca bulunan fosillerin doğada biyolojik bir yapı olmadığını, sadece benzediklerini düşünüyor. Hewitt; Bunun uzayda büyük balık avlamak gibi bir şey olduğunu onun için doğru olmadığını belki küçük balıklardan başlamanın daha doğru bir yöntem olacağını belirtiyor. Öte taraftan çalışmanın son derece titiz incelemelerde bulunan hakemlere sahip bir dergi olan Journal of Cosmology de yayınlandığını belirtmekte fayda var. Her ne kadar bu yayın Journal of Cosmology dergisine karşı görüşleri artırsa da NASA Mühendisi Richard Hoover bunun meteorlarda bulunan cyano-bakterileri'ne benzer bir buluş olduğu düşüncesinde. Fakat tüm bu tartışmalar arasında bir şey kesin ki; eğer bu bulgular kesin bir bilimsellikte ise Chandra Wickramasinghe'nsenin Panspermia rüyaları da gerçek olabilir. Önemli olan nokta ise bu bulguların birçok araştırma grubu tarafından tekrarlanmasıdır. Sonuçlar bunu destekler nitelikte olursa evren tamamen yaşam ile doludur diyebileceğiz.


İnsan kulağının duyma eşiğinin bir milyon kat daha sönük sesleri algılayabilen dünyanın ilk nano-kulakları yapıldı. Bu yeni cihazlarla bakterilerin, mikro ve nano ölçekteki objelerin yaydığı ses dalgalarını tespit etmek mümkün olabilir. Petri kabında çoğalan bakteri kolonilerini duyanınız oldu mu? Almanya LMU den araştırmacılar, Physical Review letter' ın ocak sayısında yayınladıkları çalışmada; çok düşük seviyedeki sesleri algılayabilen yüksek hassasiyete sahip dünyanın en küçük kulaklarını oluşturan cihazı tanımladılar. Ekip, odaklanmış lazer ışınına sıkışmış altın partikülleri yüzey üzerinde dolaştırarak yakında bulunan nanopartiküllerin ses titreşimlerini kaydetmeyi başardılar. Ayrıca, bu çalışmada seslerin nereden geldiği de belirlenebiliniyor. Araştırmacılara göre bu nano-kulaklar -60 desibel kadar olan sesleri duyabiliyor. Buda bir insan kulağının duyabileceği ses den bir milyon kat daha düşük sesleri duyma olanağı veriyor. Optik cımbızlar, küçük nesneleri yakalamak için optik mikroskoplarca odaklanmış kızılötesi lazerlerdir. Bunlar hücre, metal parçacıklar, DNA ve birçok çalışmada kullanılmaktadır. Araştırmacılar lazer ışınlarının yüzey üzerindeki hareketini kullanarak küçük nesnelerini yerinden taşıyabilir ve yeninden işleyebilirler. Makalenin başyazarı Alexander Ohlinger, ses dalgaları gibi bazı faktörlerin bu hareketi bozmasının sonuçlarını merak ettiklerini ve eğer bu bozulmaları denetleyebilirlerse optik cımbızları bir mikrofon gibi kullanabileceklerini belirtiyor. Ohlinger ve çalışma arkadaşları bu teorilerini iki deney ile test ettiler. İlk olarak, çok yüksek bir ses kaynağına sıkıştırılmış parçacıkların verdiği tepki gözlemlendi. Sonra, yukarıdaki resimde de gösterildiği gibi lazer ile ısıtılmış altın nanopartiküllerin çok zayıf sese sahip titreşimleri tespit edildi. Her iki durumda da ses dalgaları doğru tespit edildi. Ohlinger, bu çalışmalarının Akustik mikroskop adı altında başlı başına bir alanın açılmasını sağlayacağını ve optik cımbızlar ile bakterileri, virüsleri hatta DNA replikasyonu ve mitoz bölünme gibi hücresel işlemlerinin bilim insanlarınca duyabileceğini ön görüyor. Çalışma içerisinde bulunmayan Lene Oddershede, nano-kulakların biyolojik sistemleri uygulamasına geçilmeden önce nano seviyede son derece fazla olacak olan arka plandaki seslerin ayıklanması konusunda tekniğin geliştirilmesi yönünde fikir belirtmekte. Bunun başarılabileceği yönünde inancının tam olduğunu da Oddershede belirtmektedir. Ohlinger, nano-kulakları farklı sistemler içinde de kullanabilmek yönünde çalışmalar yapıldığını ve bu konuda gelişmeler olacağını ön görmekte. Ayrıca, bu cihazların biyoloji de kullanım veriminin artırılması yönünde çalışmalar devam etmekte.


2020 yılının Ağustos ayında Koronavirüs vakaları almış başını gidiyorken, aşı ile ilgili umut verici çalışmalar da hızlanmıştı. Amerika Birleşik Devletleri'nde büyük Boston bölgesinde on yıldan fazladır özellikle RNA aşıları üzerine çalışmalar yapan Moderna şirketinin ürettiği COVID aşısını denemek için gönüllüler aradığını ve bu gönüllülere yaklaşık bin dolara kadar ödemeler yapıldığını duymuştum. Meslektaşım bu bilgiyi benimle paylaşırken dilersen sen de katılabilirsin demişti. Fakat o dönem henüz otoritelerce incelenmemiş bir aşıyı yapmaya ben sıcak yaklaşmadım. Meslektaşım Moderna aşısının iki dozunu Ağustos ayında oldu. Nasıl hissediyorsun diye sorduğumda ikinci dozdan sonra baş ağrısı olduğunu ve bir gün içerisinde tüm yan etkilerin sonlandığını söyledi. Aradan aylar geçti hem Pfizer/Biontech'in hem de Moderna'nın COVID aşıları FDA ve diğer otoritelerce acil kullanım iznini aldı. Boston'da konuşulanlar bu aşıların bize ulaşmasının yaz sonunu bulacağı yönündeydi. Aşılar hastanelere ve diğer sağlık kuruluşlarına dağıtılmaya başlanılmıştı. Amerika'da COVID vakalarıyla birinci derece irtibat halinde olan sağlık çalışanlarına ilk aşılar 16 Aralık'ta yapıldı. Bu tarihten bir kaç hafta geçtikten sonra bazı sağlık çalışanlarının aşı olmak istemeyeceği ve dolayısıyla bizlerin daha erken bir tarihte kalan aşıları olabileceğimiz yönünde söylentiler dolaşıyordu. Ben bunlara doğrusu pek kulak asmadım. 4 Ocak 2021 akşam saat altı gibi aşı olmak istemeyenlerden arta kalan Pfizer/Biontech aşılarını olabileceğimize yönelik bir bilgiyi arkadaşlar bana iletti. Bu benim için sürpriz oldu, hemen bu aşılar nedir ne değildir diye araştırmalar yaptım. Bilgi toplama süreci içinde saat çoktan yediyi bulmuş ve o günkü aşılama sona ermişti. Yeterli bilgileri toplayıp tatmin olduktan sonra aşıyı ertesi gün oluruz diye düşündüm. Ertesi gün aşı yapılan yere gittiğimde anladım ki Pfizer/Biontech aşısını randevusuz olma süresini kaçırmışım. Randevu sistemini beklemekten başka çare kalmamış gibiydi. Tarihler 6 Ocak 2021'i gösteriyordu öğle yemeğindeydik. Arkadaşlardan biri bugün Moderna aşılarını randevusuz olabiliyor muşuz dediğinde, beni hem bir sevinç hem de bir tereddüt kapladı. Zira Pfizer/Biontech aşısını yeteri kadar incelemişken Moderna aşılarını detaylı incelememiştim. Bilgilere hızlıca bu aşı nedir ne değildir diye göz attım. Sonuçta Pfizer/Biontech aşısı ile Moderna aşılarının birbirine çok benzer olduğunu anladım. Moderna COVID-19 aşısının ilkini 6 Ocak 2021'de olduk. Aşıyı olmadan önce aşı ile ilgili bilgilerin yer aldığı ve kendi isteğimizle bu aşıyı olduğumuza yönelik bize bir form imzalattılar. COVID-19 aşılarını daha bir çok devlet başkanı bile olmamışken görece çok erken bir zamanda olma fırsatını yakalamıştık. Hastanenin resmi fotoğrafçısı bir yıllık bir gerilimin ardından gelen bu tarihi anı ölümsüzleştirmek isteyip istemediğimi sorduğunda ben neden olmasın dedim ve karşıma şu fotoğraf karesi çıktı . Moderna COVID-19 aşılarının tam koruma sağlaması için iki doz gerekli. İkinci dozu da tam 28 gün sonra 3 Şubat 2021 Çarşamba günü olduk. Şimdi dilerseniz bu aşıların ne olduğu ve ben de oluşturduğu yan etkilere bir göz atalım. Moderna COVID-19 aşısı bir RNA aşışıdır. RNA'lar hücrelerimizde vücudumuz için gerekli olan proteinlerin sentezlendiği genetik şifreyi taşırlar. Aşı şirketleri laboratuvar ortamında RNA'ları üretebiliyorlar. Fakat bu zamana kadar yapılan RNA aşıları başarısızlıkla sonuçlandı. Bunun nedeni ise RNA'lar insan vücudu tarafından daha hücreye girmeden imha ediliyor olmasıydı. Gelişen yeni teknikler ile beraber RNA'lar küçük yağ parçacıklarının içine entegre edilebilir hale geldi. Bu sayede insan vücuduna dışardan verilen RNA'lar bu küçük yağ parçacıkların sağladığı koruma ile beraber hücreler ile vücut tarafından imha edilmeden buluşabilir hale geldi. Dolayısıyla bu son gelişmeler RNA aşılarının etkin şekilde kullanımının önünü açtı. Moderna COVID-19 aşısının ilk dozu yapıldıktan sonra koronavirüsün parçacıklarının üretim şifresini içeren RNA'lar hücrelerimizin iç kısmına yerleşir. Hücrelerimizin içerisinde bulunan ribozomlar hücrenin kendi RNA'larının şifrelediği vücudumuz için gerekli proteinleri sentezlerken, aşı tarafından hücrelerimize verilmiş RNA'lar virüsün yüzeyindeki onu tanımlayan proteinlerin hücrelerimiz tarafından üretilmesini de sağlar. Fakat bu yapay RNA'ların hücrelerimize ürettirdiği virüs proteinleri bağışıklık sistemimiz için yabancı proteinlerdir. Bağışıklık hücrelerimizden biri olan dendritik hücreler bu virüse ait proteinler ile ilgili bilgiyi diğer bir bağışıklık hücremiz olan T-hücrelerine tanıtır. T-hücreleri de bu bilgiyi vücuda giren yabancı maddelere karşı antikor üreteme de önemli görevi olan bağışıklık hücrelerinden B-hücrelerine tanıtır. B-hücreleri virüsün protein bilgisini alır almaz bellek B-hücrelerine dönüşür (Şekil 1). Virüs bu noktadan sonra vücuda girerse bellek B-hücreleri tarafından kısa sürede tespit edilip karşı mücadele için antikorlar üretilir. Yapılan araştırmalar ile tek doz aşının vücudun virüse karşı yeteri miktarda antikor üretmesinde etkili olmadığı tespit edilmiş. Tek doz aşının koruma özelliğinin yaklaşık %60'larda olduğu belirtiliyor. İkinci doz aşı yapıldığında birinci dozda üretilen bellek B-hücreleri, vücudun virüsle karşı karşıya kaldığını düşünerekten plazma hücrelerine dönüşüyor. Plazma hücreleri aktif bir şekilde çok sayıda antikor üretebilme özelliklerine sahipler. İkinci aşı ile birlikte plazma hücrelerinin aktivitesi artıyor ve bu sayede virüse karşı %95'lere varan aktif bir antikor koruması kazanmış oluyoruz. Birinci aşıdan sonra ciddi sayılabilecek herhangi bir yan etki oluşmuyor. Sadece ilk gün sanki hastalanıyormuşum hissine kapılıyorsunuz. Bu his tamamen psikolojik de olabilir. İlk doz aşının gözlemlenen tek yan etkisi, aşı yapılan bölgede bir kaç gün süren hafif şiddete ozellikle o bölgeye dokunulduğu zaman hissedilen ağrı. - Aşı yapılan yerde ağrı - Üşüme hissi ve titreme - Halsizlik ve yorgunluk - 38,8 dereceye kadar çıkan ateş - Eklem ağrıları - Hafif bas ağrısı. Tüm bu yan etkiler bir gün içerisinde etkisini kaybediyor ve günlük ritminize dönebiliyorsunuz. Esasen bakıldığında bu yan etkilerin görülmesi vücudun bağışıklık sisteminin aktifleştiğinin ve aşıya karsı aktif bir şekilde antikor ürettiğinin bir göstergesi. Bu açıdan düşünüldüğünde bu yan etkileri gözlemlemek aşının ve bağışıklık sisteminizin çalışıyor olduğu göstermesi adına güzel bir gelişme. Son olarak bu aşılar halen acil kullanım izni ile kullanıldığı için Amerikan Hastalıkları Önleme Merkezi tarafından cep telefonunuzdan taradığınız bir barkod ile sizin aşı olduktan sonraki ilk hafta her gün, ikinci ve üçüncü hafta sadece bir gün olmak üzere gördüğünüz semptomlarınızı kaydetmenizi sağlayacak bir sistem geliştirilmiş (Şekil 2). Bu sayede yetkililer bu RNA aşıları oluşturabileceği yan etkileri hakkında daha fazla veri elde edebiliyor. Sanırım bu veriler bu aşıların nihayetinde Amerikan Gıda ve İlaç dairesi tarafından tam onay almasında önemli bir yer oluşturacak. Dilerim bu aşılar yaşadığımız bu salgının sonunu getirir.


1950'lerin sonu 1960'ların başında moleküler biyologlar organizma ve hücrelerdeki moleküler birleşiklerin yalıtılmasını, betimlenmesini ve işlemlenmesini öğrendiler. Bu birleşikler canlının genetik bilgisinin kaynağı DNA ve çeşitli enzimlerin, proteinlerin yapısal ve fonksiyonel özelliğinde önemli rol oynayan DNA'ya çok benzeyen hatta bazı çeşitleri DNA tek ipliğinden sentezlenen RNA'lardır. Aşağıda ise moleküler biyologların laboratuvar ortamlarında bu moleküller üzerindeki işlemleri yürütmek için sıkça kullandıkları tekniklerden bahsedeceğiz. Moleküler biyolojide proteinlerin fonksiyonlarının çalışılmasındaki en temel tekniklerden biridir. Bu teknikte ilgilenilen proteini kodlayan DNA'daki gen bölgesi PCR ile çoğaltılarak sentezleme vektörü olarak da bilinen plazmidlere kesici enzimler yardımıyla bütünleştirilir. Plazmidler yapısında promotor denilen tetikleyici bölgelerin etkisi ile istenilen proteinin sentezlenmesini sağlar. Arzu edilen protein dışındaki proteinlerin sentezlenmemesi için ise yine plazmitlerin yapısında bulunan antibiyotik direnç bölgeleri görev yapar. Özel gen bölgesi eklenmiş plazmitler bakteri veya hayvan hücrelerine enjekte edilir. Plazmidler bakteri DNA'sı ile üç yöntem ile bütünleşir: Bunlar plazmidlerin direk olarak bakteri DNA'sı ile bütünleşmesi olan Transformasyon, hücreler arası etkileşimle bütünleşme olan konjügasyon ve virüsleri kullanarak plazmidin bakteri DNA'sı ile bütünleşmesini sağlayan Transdüksiyondur. Plazmidleri, hayvanlar gibi ökoryatik canlıların DNA'ları bütünleştirmeye ise Tranfeksiyon denilmektedir. Kalsiyum fosfat transfeksiyonu, elektroporasyon, mikroenjeksiyon ve lipozom tranfeksiyonu olmak üzere çok farklı transfeksiyon yöntemleri mevcuttur. Plazmitleri ökoryatik canlıların DNA'sı ile bütünleştirmek için bakteri ve virüslerde kullanılabilinmektedir. Agrobacterium tumefaciens olarak bilinen bakterilerin kullanıldığı bu işleme Baktofeksiyon denilmektedir. Bu plazmidler enjekte edildiği organizmanın genomu ile birleşirlerse oturmuş transfeksiyon, birleşmezlerse geçici transfeksiyon olarak adlandırılırlar. Bu işlemler sonucunda ilgilenilen protein kodu taşıyan plazmidler enjekte edildiği organizmanın DNA'sı ile bütünleşir ve protein sentezi sürecinde kendi proteinlerini de sentezler. Plazmidlerde bulunan promotor bölgeler sayesinde etrafa kimyasallar sinyaller yayılır ve plazmidlerin proteinleri daha yüksek seviyede sentezlenmiş olunur. Yeteri miktar ilgilenilen protein sentezlendikten sonra bunlar bakteri veya hayvan hücrelerinden yalıtılır. Sonrasında elde edilen bu proteinleri fonksiyonel özellikleri, ilaç sanayisindeki etkileri yanı sıra yeni ilaçların proteine verebileceği muhtemel zararları da gözlemlenmiş olunur. Polimeraz zincir reaksiyonu DNA'nın kopyalanması ve çoğaltılması için kullanılan son derece etkili ve yaygın bir tekniktir. Özetle PCR ile tek DNA dizisi milyonlarca kez çoğaltılabilindiği gibi DNA üzerindeki bir bölgenin veya mutasyona uğramış bir genin belirlenmesinde de yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. PCR ayrıca herhangi bir DNA parçasının cDNA kütüphanesinde olup olmadığı belirlemekte de kullanılmaktadır. PCR'ın birçok çeşidi mevcuttur. Örneğin, RNA'nın çoğaltılmasını ters yazılım gerçekleştirerek sağlayan RT-PCR, DNA ve RNA moleküllerinin sayısına aynı anda ulaşmanızı sağlayan real-time PCR bazılarıdır. Jel elektroforezi moleküler biyolojinin temel ve başlıca tekniğidir. Temel olarak DNA, RNA veya Proteinleri bir elektrik alan içerisinde ayrıştırılmasıdır. Agoroz jel elektroforezinde DNA veya RNA'lar boyutlarının farklılığına göre elektrik alan içerisinde ayrılırlar. Daha büyük boyuttaki DNA veya RNA parçaları işlem sonunda jelde geride kalırken küçük boyutlu parçacıklar ise başlangıç noktasına göre daha fazla yer değiştirmiş olacaklardır. Proteinler ise elektrik şarjlarına göre SDS-PAGE jel denilen sistem üzerinde büyüklüklerine göre ayrıştırılırlar. Bu işlem 2D elektroforezi olarak da bilinmektedir. Northen, Western ve Eastern blotlama terimleri aslında Edwin Southern'in elenmiş DNA'daki hibirdazyonları tespit etmek için bulduğu Southern Blotting den türetilmiş bir moleküler biyoloji esprisidir. Patricia Thomas, Northen Blotting olarak adlandırılan RNA blotlama sistemlerini geliştirirken aslında hiçbir zaman Northen Blotting ismini de kullanmamıştır. Tüm bu terimlerden daha sonra farklı tekniklerde geliştirilmiştir. Örneğin, protein-DNA hibridizasyonunu inceleyen Southwestern, protein- RNA etkileşimini inceleyen northwesterns ve protein- protein etkileşimini inceleyen farwesterns. Tüm bu tekniklere ve terimlere moleküler biyoloji literatürlerinde karşılaşabilirsiniz. Edwin Southern tarafından geliştirilen bu teknik DNA'daki özel gen bölgelerin direk olarak incelenmesinde kullanılmaktadır. Restriksiyon enzimleri ile müdahele edilmiş DNA parçacıkları jel elektroforezler ile ayrıştırıldıktan sonra kılcal hareketlerin gerçekleştirileceği özel blotlama yüzeylerine transfer edilirler. Sonrasında bu parçacıkların işaretlenmiş tamamlayıcı DNA parçacıkları ile bütünleştirilmesi sağlanır. Tamamlayıcı DNA parçacıkları genel olarak radyoaktif ışıma yapılanlardan seçilir ama son zamanlarda radyoaktif olmayan parçacıklarda kullanılabilinmektedir. Sonuçta bu ışımalar gözlemlenerek özel gen bölgeleri hakkında bilgiler toplanılır. Fakat PCR tekniklerindeki hızlı gelişmeler sayesinde Southern Blot tekniği laboratuarda çok sık kullanılmamakla beraber yinede gen nakavt ve embriyonik kök hücre hatlarının incelenmelerinde kullanılmaktadır. Northen Blot farklı RNA örneklerindeki özellikli RNA ekspresyonu desenlerinin çalışılmasında kullanılmaktadır. RNA denatürasyonun sağlandığı jel elektoroforez tekniği ile bağlantılı çalışmaktadır. Diğer blotlama sistemlerinde olduğu gibi jel elektroforez ile boyutsal ayrışımı tamamlanmış RNA'ların özel bir blotlama yüzeyine transfer edilir ve gözlenmek istenilen RNA dizisi bu yüzeyde işaretlenir. Farklı işaretleme sistemleri mevcut olmak ile beraber genel olarak işaretlemeler RNA dizilerinin büyüklüklerini göstermektedir. Blotlama yüzeyinde belli bölgelerdeki yoğun yapı ilgilenen RNA dizisinin örnekte hangi yoğunlukta olduğunu gösterir. İlgilenilen RNA dizisinin bulunduğu bandın koyuluğu örneğinizden ne yoğunlukla o bölgenin ifade edildiğini de gösterir. Bu işlem genel olarak farklı RNA örneklerin ne miktarda ortamda ifade edildiğine bakılarak gen ekspresyonları hakkında bilgi elde edilebilinmesi için kullanılır. Canlı organizmalarda hangi koşullarda ve zamanda gen ekspresyonlarının olduğunu belirlemek için kullanılan temel tekniklerden biridir. Antikorlar çok az miktarda proteinin fare, tavşan, koyun veya hücre kültürlerine enjekte edilmesi sonucu hücreler tarafından üretilen biyolojik moleküllerdir. Antikorlar moleküler biyolojide birçok teknik ve analizde etkili bir şekilde kullanılmaktadır. Western Blotta, proteinler öncelikli olarak SDS jelinde büyüklüklerine göre ayrılırlar. Bu proteinler daha sonra PVDF, nitrocellulose, naylon veya diğer destekleyici yüzeylere transfer edilir ve antikor propları ile bu yüzeyler yıkanır. Antikorlar ilgilenilen proteinler ile bağlantı kurar. Bu bağlantıyı gözlemlemek için renk üretici olarak kullanılan chemiluminescence veya autoradiography gibi çeşitli yöntemler kullanılır. Zaman zaman da bu bağlantının doğal olarak ifade edilmiş protein yoğunluğunu tespit etmek için antikorlar ile ikinci bir bağlantı kuracak enzimlerde kullanılmaktadır. Western Blotting sadece proteinlerin tespitleri için değil aynı zamanda onların niceliksel bilgilerini de araştırmacılara sağlarlar. Analog olarak Western Blotting canlı hücre dokularındaki özellikli proteinlerin boyanması içinde kullanılır. Ama yaygın olarak bu işlem için hücre biyolojisinde FISH olarak adlandırılan immunostaning teknikleri kullanılmaktadır. Bu teknik proteinlerin post-translasyonel değişikliklerini tespit etmek için kullanılır. Özel malzeme kullanılarak proteinlerdeki değişimleri gözlemlemek için proplanmış PVDF veya nitrocellulose yüzeylerine proteinler gömülür. Sonrasında diğer blotlama tekniklerinde olduğu gibi işaretlemeler yaptırılarak gözlemler elde edilmeye çalışılır. DNA dizileme tekniği; tek iplikli DNA oligonükleotid parçacıklarını içeren, mikroskop slaydı üzerinde katı bir yüzeye tutulmuş noktalar kümesinden oluşmaktadır. Bu sayede büyük parçalı DNA dizilerini bile 100 mikron gibi çok küçük noktalar üzerinde gözlemlenebilinir hale getiriliyor. Her noktada ise Southern Blotting tekniğinde de olduğu gibi incelenen DNA örneğinin tamamlayıcı zinciri bulunmaktadır. Bu teknik ile bir organizmanın gen ekspresyonu hakkında detaylı bilgi sahibi olunabilinmekte. Bu teknikte, doku içinde RNA izole edilerek işaretlenmiş kopya DNA'lara dönüştürülür. Bu cDNA daha sonra dizi üzerindeki parçalar ile görsel bir hibridizasyon gerçekleştirir. Çoklu dizileme tekniklerinin bulunması ile sağlıklı hücrelerin DNA dizilimleri ile kanserli hücrelerin DNA dizilimleri karşılaştırılabilinmektedir. Ayrıca herhangi bir organizmada ortam şartlarına göre gen ekspresyonun ne şekilde değişeceği de belirlenebilinir. Örneğin 7.000 gene sahip bir maya olan ''Saccharomyces cerevisiae'' gen ekspresyonlarının sıcaklığa bağlı olarak nasıl değişim gösterdiği de bu teknik ile tespit edilebilinir. Mikro-dizilim teknikleri birden farklı yöntemle üretilebilinir. Genel olarak, 100 mikro çapında kuyucukların oluşturulduğu silikon çipler kullanılır. Bu çiplerin üzerinde 100 den 10.000 ne kadar kuyu olabilmektedir. Dizileme teknikleri sadece DNA'lar için değil aynı zamanda antikorlar içinde dizayn edilip protein ekspresyonları hakkında moleküler biyologların bilgiler elde etmesini sağlarlar. ASO DNA'nın bir ipliğinde meydana gelen mutasyonların tespitinde kullanılır. Bu teknik PCR ve Jel elektroforez'e ihtiyaç duyulmadan kullanılmaktadır. 20-25 nükleotitli problar ile parçalanmamış DNA işaretlenir. Bu problarda işlem sürecinde hibridizasyonlar meydana gelir. Hatta baz değişikleri gizli hibridizasyonlar ile değişir. Sonra hedef DNA yıkanır ve hibrizide olmamış problar ortamdan bu sayede temizlenir. Problar ile hibridize olmuş hedef DNA bu probların yaydığı radyoaktif veya floresans ışımalar ile analiz edilir. Tüm moleküler biyoloji tekniklerinde olduğu gibi bu teknikte yapılan değişikliklerin başarılı sonuçlandığı göstermek için önemlidir. Bir baz çiftindeki dizilim farklılıklarını tanımlamak için Illumina Methylation Assay tekniği ASO'ya göre daha avantaj sağlamaktadır. Moleküler Biyolojide teknolojiler geliştikçe eski teknolojiler artık tarih sayfalarında yerini almaktadır. Örneğin, jel elektroforez geliştirilmeden önce DNA parçacıklarının ayrılması sükroz gradienti üzerinde çok uzun süreler sonucu yapılıyordu. Ama buna rağmen yeni teknolojilerin çözüm bulamadığı bazı problemlerin çözümünde eski teknolojiler kullanılabilinmektedir.


Tarihler 30 Ocak 2014 Perşembe gününü gösterdiğinde yaşam bilimlerinin günümüzde tartışmasız en etkili dergisi olan Nature'da, tüm dünyada bomba etkisi oluşturacak bir çalışma yayınlanıyordu. Çalışma, Japonya'nın en köklü ve dünya çapında prestijli enstitüsü RIKEN'den genç, yetenekli ve güzel bir bilim kadını Haruko Obokata ve ekibine aitti. Çalışmalarında normal vücut hücrelerini herhangi bir genetik müdahalede bulunmadan bir takım çevresel koşulları değiştirerek kök hücrelere dönüştürdüklerini belirtiyorlardı. Sonraları kök hücrelere dönüşümü tetiklenmiş hücreler olarak anılmaya başlanan bu gelişme; hiç kuşkusuz kök hücre araştırmacıları ve özellikle Japonya için büyük heyecan oluşturdu. Çok değil daha 2 yıl önce Nobel ödülüne, uyarılmış kök hücreler keşfini gerçekleştirerek ulaşan çağımızın en önemli Japon bilim adamlarından Shinya Yamanaka'nın başarısından sonra bu yeni başarı dünyada olduğu kadar Japon kamuoyununda yakinen takdirlerini toplamayı başardı. Kök hücreler modern tıp bilimlerinde hastalıkların çözümü ve özellikle yenilenemeyen hücre ve dokular problemini çözebilmek için çağımızın en heyecan uyandıran sahalarından birini oluşturmaktadır. Japonlar, kök hücreler ve yenilenebilir tıp bilimlerinde litaretüre kazandırdıkları son derece etkili çalışmalar ile bu alanın ilerlemesinde öncü bir rol oynamaktadırlar. STAP hücrelerin oluşturduğu heyecan o denli yoğundu ki dünyanın dört bir tarafından araştırmacılar bençlerinin başına geçip hemen bu yeni tekniği tekrarlamak istiyorlardı. Tam da bu anda bir şeyler ters gitmeye başladı ve haftalar geçmesine rağmen hiçbir laboratuvar Obokata'nın bu çalışmasını tekrarlamayı başaramadı. Bir anda gözler RIKEN'e çevrildi. Araştırmacılar bilmedikleri bir şeylerin olduğunu ya da çalışmanın sonuçlarının sahte olduğu hususlarını düşünmeye başladılar. Nasıl oluyordu da yayınlanan çalışmadaki figürler son görüntüleme teknolojileri kullanılarak alınmış ve son derece profesyonel iken böyle bir durum ile karşılaşılabilinirdi. Tartışmalar hem Japonya içinde hem de bilim ülkelerinde gittikçe artmaya başladı. RIKEN gibi son derece profesyonel bir araştırma kurumunun bu hususa bir açıklama getirmesi gerekiyordu. Öyle de oldu. 1 Nisan 2014'te Tokyo'da bir araya gelen RIKEN soruşturma kurulu, Obokata'nın deney figürlerini tam anlamıyla yansıtmadığı bir takım manipülasyonlar yapmış olduğu konusunda görüş bildirirken STAP hücrelerinin gerçekte olup olmadığı hususunda ise bir açıklama yapmıyordu. Obokata soruşturma kurulunun bu raporunu bir süre kabul etmedi. Yaptığı deneylerin doğruluğunu ispatlamaya çalıştı fakat bir süre sonra kendisinin yayınlanan makalede figürleri daha net bir hale getirme çalışmasına girdiğini kabul etti ve yayınlarını Temmuz 2014'te literatürden geri çektileri. RIKEN yetkileri bunun sadece araştırma etiği açısından değil aynı zamanda evrensel değerler açısında da kendileri adına büyük bir şok ve üzüntü oluşturduğunu belirttiler. Bu heyecan verici çalışmanın bir anda büyük bir trajediye dönüşmesi Japon kamuoyunun da diline dolanmıştı. Obokata ve yanıltıcı çalışması halkın gündemini meşgul etmeye başladı. Obokata ise kesinlikle çalışmasına güvendiğini ve çıkan sonucu mutlaka tekrarlayacağına olan inancını koruyordu. Aradan bir süre geçmiş ve tartışmalar azalmışken 6 Ağustos 2014 sabahı Japonya şok bir haber ile uyandı. 5 Ağustos 2014 akşamı çalışmanın yayınında 3. sırada ismi bulunan Japonya'nın ve dünyanın yetiştirdiği en önemli organ gelişimi ve kök hücre uzmanlarından biri olan Dr. Yoshiki Sasai'nin RIKEN kampüsünde ağaca asılmış cesedi ile karşılaşıldığı duyruldu. Bir anda gündeme bomba gibi düşen bu haber üzerine yapılan soruşturmada tüm bulguların bunun bir intihar olduğunu gösteriyordu. Peki Dr. Sasai gibi önemli uluslararası dergilerin editrölüğünü yapan bir değeri harakiriye götüren ne olabilirdi? Çok geçmeden soruşturma ekibinin doktorun odasında bulduğu not bu soruya cevap veriyordu. Bu notta Doktor, özellikle çalışmaları ve sonrasında yaşanan trajidinin medya araclığı ile kendisini yoğun baskı altında bırakmasının psikolojik sorununu yaşadığını gösteren bazı cümleler sarf ediyordu. Dr. Sasai için Nature ile başlayan heyecan verici hikaye Harakiri ile trajik bir son oluşturmuştu. Bilim dünyası, kamuoyu böyle bir değerin kaybının hem şokunu yaşarken, hem de bu trajik olayın böyle bir noktaya gelmesinin nedenlerini sorgulamaya başladı. Tüm bu olanları yakinen takip etmek ise bizi adeta yakın tarihimizin canlı şahitleri yaptı. Bu trajedinin daha neler getirebileceğini kestirebilmek ise çok güç. - Haruko Obokata, Teruhiko Wakayama, Yoshiki Sasai et all. Stimulus-triggered fate conversion of somatic cells into pluripotency Nature 505,641 647(30 January 2014) doi:10.1038/nature12968 - Gallagher, James (2014-01-29). Stem cell 'major discovery' claimed BBC News. Retrieved 2014-01-31. - Kameda, Masaaki; Otake, Tomoko (1 April 2014). Obokata falsified data in STAP papers: probe. The Japan Times. Retrieved 2 April 2014.


Araştırmacılar insanların bazılarının sol ellerini kullanmaya yatkın olmasında biyolojik temelde genetik nedenlerden kaynaklandığı konusunda hem fikirler. El tercihleri üzerinde ortaya atılan iki önemli genetik teoride konu edilen husus doğal seçilim sonucunda bireylerin büyük çoğunluğunun konuşma ve dil becerilerinin kontrolünde beynin sol bölümünün işlerlik içerisinde olduğudur. Bunu yanısıra sağ el hareketlerinin kontrolünde de beynin sol bölmesi etkin durumundadır. Bireyler arasında sağ el kullanımının yaygınlığı %85'lere kadar ulaştığı ve %15'lik gibi küçük bir kesimin sol el kullanımına yatkın olduğu belirlenmiş. Genetik temelde ortaya atılan teori, hangi elin daha aktif kullanılacağı hususunda aynı gen bölgesinde iki allelin rol oynadığı yönündedir. Allellerden bir tanesi sağ elin aktifliğinden sorumludur ve D geni olarak adlandırılmaktadır. Diğer alel ise C geni olarak adlandırılmaktadır. D geni kalıtımsal bir miras olarak bireylerde çok daha baskın bulunmaktadır ve dolayısıyla çoğunluğumuz sağ elimizi kullanmaktayız. Öte yandan C geni gen havuzumuzda daha az yer teşkil etmekte ve bir şekilde baskın hale geldiğinde de bireyin yarı yarıya ihtimal ile sağ veya sol eli baskın olma ihtimali olduğu bilinmektedir. Sağ veya sol el kullanımının nedenleri bakımından ilgi çekici bir araştırma konusudur. C geni taşıyanlarının yani solak veya sağ elli baskın olmayı çevresel, sosyo-kültürel gerçeklerin de etkilediği bilinmektedir. Bu teori ayrıca solak ailelerin sağ eli yatkın, sağ eli kullanan ailelerin ise solak çocuklarının olma nedenini de açıklayıcı bir yaklaşım katıyor. Bununla birliklte ailenin çocuğa ilk müdahalesi de çocuğa sağ el veya sol el yatkınlığı konusunda etki etmektedir. Gen havuzunda sağ eli kullanmaya yatkınlık geninin baskın olarak bulunması solak bireylerin niceliksel olarak toplumlarda daha az bulunmasını sağlıyor. Bu konuda araştırmacılar ayrıca son zamanlarda solak veya sağ el kullanıma yatkın olan bireylerin günlük davranışlarında da bir takım farklılıklar gösterdiklerini gözlemlediler. Bu gözlemlerde solakların, solak olmayan bireylere göre daha fazla tehlike içerebilecek davranışlarda bulunduğu durumların olduğu gözlemlendi. Bunu yanı sıra solak olmayanların bazen solaklara göre tehlike içerecek hususlara karşı daha az dikkatli oldukları belirlendi. Solak olup olmamanın davranış bilimi üzerinde daha ne gibi etkisi olduğu hususunda araştırmalar sürdürülmektedir. Solağım keşke sağlak olsaydım her işimi ters elle yapıyorum. Ben de elde sağlağım ama ayakta solağım. Bu doğada daha az rastlanan bir durumdur heralde.


Karolinska Enstitüsü'ndeki Nobel ödülü komitesi Stockholm'de 10 Aralık'ta sunulacak Nobel Fizyoloji ve Tıp ödüllerini bu yıl biyolojik saat çalışmalarına verdi. Bu haberi alır almaz bende bir gülümseme belirdi. Zira, birkaç zaman önce işin uzmanları ile yaptığım sohbetlerde biyolojik saat çalışmalarının Nobel ödüllerine çok yakın olduğu belirtiliyordu. Ben ise bağışıklık terapileri ve devrimsel gen düzenleme tekniği CRISPR çalışmaları dururken biyolojik saat çalışmalarının komite tarafından çokta değerlendirilmeyeceğini düşünüyordum. Öyle anlaşılıyor ki biyolojik saat üzerine çalışmalar yürüten etkin bilim insanlarının lobi faaliyetleri işe yaramış ve çok sayıda bilim insanı tarafından Nobel ödülüne aday olarak gösterilen biyolojik saat çalışmalarına Nobel ödül komitesi kayıtsız kalamamış. Yaşamdaki her şeyin bir döngü içerisinde olduğu insanoğlu tarafından ilk keşfedilen buluşların başında geliyor. Yüzyıllar öncesinde günleri, haftaları, ayları, yılları, mevsimleri gözlemlemeye başlayarak bir saatin varlığını hisseden insanoğlu bu saatin organizmalardaki akrep ve yelkovanın ne olduğu konusunda günümüze kadar yüzlerce düşünce ortaya attı. Jeffrey C. Hall, Michael Roshbash ve Michael W. Young 80'lerin başlarında meyve sinekleri üzerinde yaptıkları çalışmalar ile organizmalardaki saatin işleyiş mekanizmaları konusunda önemli genetiksel bulgulara ulaştılar. Bu üç centilmenin yaptığı çalışma daha sonra bir çok araştırmacı için çığır açıcı bir furyaya dönüştü. Laboratuvar bençlerinden her gün biyolojik saatin diğer parçacıklarını aydınlatan bulgular geliyordu. Aslında her şey 19.yy'da bitkiler üzerinde bir çoğumuzun günlük hayatta gözlemlediği bir gerçek ile başlıyordu. Bilindiği gibi bitkiler gün ışığında yapraklarını açık şekilde konumlandırırken, gün kararmaya başladıktan sonra yapraklarını kapalı konuma getirirler. O zamanlar bir astronom olan Jean Jacques d'Ortous de Mairan bu bitkilerin 24 saat karanlık ortama konulduğunda yapraklarının alacağı konumu merak etmeye başlamıştı. Yaptığı deneylerde bitkiler yapraklarını karanlıkta olsa bile bir süre sonra açık konuma getirdiğini gördü. Bu buluş sonraları araştırmacıları organizmaları kontrolü altında tutan bir biyolojik saatin varlığını sorgulamaya itti. 1970'lerde araştırmacılar meyve sinekleri üzerinde yaptıkları çalışmalarda mutasyona uğratılmış bir genin meyve sineklerinin biyoloji saatini bozduğunu keşfettiler. Sonraları bu geni periyot geni olarak adlandırdılar. Fakat bu genin mekanizmasının nasıl çalıştığı konusu halen belirsizliği koruyordu. Bu belirsizliği çözmek bu yılın Nobel ödülü sahibi olacak olan bu üç beyefendiye nasip olmuştu. İlk olarak periyot geninin gece boyu PER proteinini sentezlediğini ve gün içeresinde bu proteinin yakıldığını keşfettiler. Peki nasıl oluyor da PER proteinin sentezlenmesi gün ağırınca son buluyordu? İlk ortaya attıkları teori PER proteinin vücutta belli bir seviye ulaştıktan sonra hücre içerisine girip protein sentezleyen genin işleyişini durdurmasıydı. Genetikte geri beslenme olarak bilinen bu olgu gerçektende PER proteinin sentezlenmesinde düzenleyici rol oynuyordu. 1994 yılında PER proteine eşlik eden başka bir proteinin varlığı aydınlatılıyordu. Timeless olarak adlandırılan bu protein PER proteine bağlanarak sentezlenmesinin kontrol altına alınmasında önemli bir görev oynadığı keşfediliyordu. Bununla beraber kısa bir süre sonra doubletime proteinin PER proteinin sentezlenmesinde geciktirici etki yaptığı da keşfediliyordu. PER proteinin periyodik olarak sentezlenip yakılmasında daha aydınlatılmamış bir çok faktörün olduğu da bilim insanları tarafından düşünülüyor. Biyolojik saatin önemli bir bileşeni olan uykunun da vücuttaki bir takım proteinlerin sentezlenmesinden etkilendiği geçtiğimiz yıl Ekim ayında iş arkadaşlarım tarafından uzun yıllar süren fare deneylerinin ardından aydınlatıldı. Nature'da yayınlanan çalışmada Sik3 geni mutasyona uğramış farelerin uykuda geçirdikleri sürelerin dramatik bir şekilde arttığını gösteriyordu. Önümüzdeki yıllarda genler ve davranışlar arasındaki bağlantılar üzerine yapılan çalışmalardan etki değeri yüksek sonuçlar alacağımız söylenebilir. Özellikle, bu konulara ilgili olan genç bilim severlerin değerlendirmelerinde bu hususları da göz önünde bulundurmaları doğru araştırma konularına yönlenmede kendilerine yardımcı olabilir. - Nobel


Uyku tüm organizmalarda yaşamın temel davranışlarından biridir. Son yıllarda bir çok çalışma beynin uyku ve uyanıklık periyodunu nasıl kontrol ettiği hakkında bilgiler sunuyor olsa da, halen uykunun gizemi üzerindeki sır perdesi tam olarak aralanmış değil. Araştırmacılar otuz yılı aşkın bir süredir beyinde uyku oluşturucu moleküllerin keşfini gerçekleştirdiler. Bunlar arasında uyku oluşturucu özelliği bulunup en iyi çalışılan molekülerden biri de adenozindir. Son çalışmalar ile beynin Nucleus accumbens bölgesinde adenozin A2A reseptörlerini ekspire eden sinirlerin motivasyon bağlı olarak uyku kontrolünde önemli rol oynadıkları tespit edildi. Adenozinin bu sinirler için her ne kadar doğal aktifleştirici molekül olduğu düşünülse de, bu bölgedeki adenozinin kaynağı henüz bilinmiyor. Birçok çalışma astrositlerden yayılan adenozinlerin uyku hissinin artmasında rol oynadığını gösteriyor. Bu çalışmalarda astrositlerin uyku oluşturucu adenozinlerin kaynağı olduğunu hipotezlensede NAc'deki astrositlerin uyku kontrolündeki rolü bilinmemektedir. Geçtiğimiz günlerde yayınlanan çalışmada NAc'ın merkez bölgesinde bulunan astrositlerin ve az miktardaki sinir hücresinin etkisiz hale getirilmesinin hücreler arası adenozin miktarı ile birlikte uykuyu artırdığı tespit edildi. Tsukuba Üniversitesi Uluslararası Bütünleşik Uyku Tıbbi Enstitüsü'nde araştırmacılar virüsler aracılığı ile spesifik olarak farelerin NAc'ın merkez bölgesinde bulunan astrositler ve az miktardaki sinir hücresini etkisiz hale getirerek farelerin uyku ve uyanıklık sürelerini izlemeye aldılar. Yapılan testlerde NAc'ın merkez bölgesinde bulunan astrositleri etkisiz hale getirilmiş farelerde hücreler arası adenozin miktarının ve uyku sürelerinin arttığını tespit ettiler. Öte yandan, aynı deneylerin adenozin A2AR nakavtlanmış farelerde herhangi bir etkisi olmadığı gözlemlendi. Bu buluş ile araştırmacılar ilk kez adenozin molekülünün NAc'ın uyku oluşturma fonksiyonunda direkt rol oynadığını belirlemiş oldular.


Dallas'daki University of Texas'da Biyologlar, makine mühendisleri ile birlikte çalışarak gelecekte organ mühendisliğinde kullanılabilecek bilgileri elde edebilecek hücre araştırmaları yapmaktalar. Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde yayınlanan bir çalışmada araştırmacılar doku ve organ oluşumunun mekanizmasını aydınlatıyorlar. Çalışma bakteri hücrelerinin temelde bir araya gelerek nasıl üç boyutlu geniş bir forma ulaştığına ışık tutuyor. Dr. Hongbing Lu, Bir organizmanın yaratılışlında hücre gruplarının hangi geometri ile organize olduğunun, çok kritik bir rol aldığını vurguluyor. Yapılan çalışmanın ekibinden ve yayının yazarlarında UT Dallas'da makine mühendisliği profesörü olan Louis Becheerl hücre ölümlerinin buruşuklara ve az buruşuklu sert hücrelere sebebiyet verdiğini belirtiyor. Organ oluşumu hücre gruplarının bir araya gelerek şekillenmesi ile oluşuyor. Hücrelerin ince bir film tabakası üzerinde şekillenmeleri biyo-film olarakta bilinir. Bu biyo-filmler genelde 3 boyutlu buruşmuş hücre desenlerinden oluşmaktadır. Makalenin kıdemli yazarlarından UCSD'den Dr. Gürel Suel ve ekibi buruşuklu desenlerdeki hücre ölümlerini fark ettiler. Dr. Lu'nun ekibi ile hücrede buruşmanın mı yoksa ölümünün mü önce geldiği keşfetmeye çalışıyorlar. Dr. Lu, küçük objeler üzerindeki kuvveti ölçen bir nano-mekanik uzmanı. Biyo-film üzerinde yapılan çalışmada grup hücrelerinin birlikte ölümlerinin buruşukların oluşumu sonucunda olduğu bulundu. Ayrıca, biyo-filmlerin sertliğinin bu buruşukların oluşumunda etkili olduğunu da gözlemlendi. Bu doku ve organ yapıların oluşmasında biyolojik ve mekanik kuvvetlerin etkili olduğunu öne süren teorinin kurulmasında çok önemli bir bulguydu. Dr.Lu; Biyo-filmler üzerinde yüzeyin yumuşaklık ve sertliğini ayarlayabildiklerini ve bu sayede hücrelerin buruşmalarının ve elde edecekleri son yapıların kontrol edilebileceğini belirtiyor. Nihayetinde araştırmacılar hücre ölümlerinin yerlerini bu filmler üzerinde kontrol ettiler ve yapay buruşukluluk desenlerini yapabildiler. Tüm bunlar bulgularının doğruluğunu ispatlıyordu. Tüm bu çalışmalar araştırma dünyasında çok ünlü olan Bacillus Subtilis bakterisi üzerinde yapıldı. Dr.Lu; bu bakteri türünün diğer hücreler ile benzer etkiler gösterdiğini eğer bu bakteri üzerindeki oluşumları detaylı inceleyebilirlerse araştırmalar üzerinde yeni kapılar açacağını belirtiyor. Ayrıca Dr.Lu, bundan sonraki adımın yaşamın yüksek formunda kullanılacak iyi derecede organize olmuş üç boyutlu yapılar olacağını belirtti. Bu çalışma NIH ve James S. McDonnel foundation tarafından finanse edilmektedir.


Kemoterapi birçok kanser türü için hayat kurtarıcı bir tedavidir. Araştırmacılar, şimdi de mutant genleri hastalara vererek kemoterapinin yan etkilerini azaltmayı ve ileri seviyede kanserli olan hastaların hayatta kalma şanslarını artırmaya çalışıyorlar. Ölümcül kanser türlerinden biride beyinde olan Glioblastoma dır. Glioblastoma hastaların neredeyse yarısından fazlası teşhisten sonraki 13 ay içerisinde yaşamlarını kaybetmektedirler. Çok az bir kısmı ise yaşamını sürdürebilmektedir. Bunun en büyük nedeni bu hastalığa yakalananların tümör hücrelerinin kemoterapi sonrası kendini tekrar yenilebilmesini sağlayan aşırı aktif MGMT genini taşımalarıdır. Doktorlar, bundan dolayı zaman zaman kemoterapi ilaçları ile birlikte MGMT genini engelleyen benzylguanine ilacını da hastalara vererek kanserli hücrelerin etkili bir şekilde ölmesini sağlıyorlar. Ama ne yazık ki, bu ilaç aynı zamanda sağlıklı kan hücrelerinin ve kemik iliklerinin ölümüne de neden oluyor. P140K mutant genini taşıyan kök hücrelere sahip hastalarda kemoterapi sağlıklı hücrelere zarar veremiyor. Fred Hutchinson Cancer Research Center'da onkolog ve kök hücre biyologu olan Hans Peter Kiem; Benzylguanine etkisi ile kaybedilen sağlıklı kan hücrelerinden dolayı hastaların enfeksiyonlara daha kolay yakalanacağını belirtiyor. Dolayısıyla, hastalar yeteri ölçüde kemoterapi olamadan tedavilerini durdurmak zorunda kalıyorlar. Bu problem üzerine Kiem ve ekibi; MGMT bir mutant türü olan P140K geni üzerinde çalışmalar yaptılar. Bu çalışmalar sonucunda P140K genine sahip olan hücrelerin kemoterapi ve benyzlguanine karşı direnç gösterdiklerini gözlemlediler. Kiem ve arkadaşları sağlıklı hücrelerin bu gene sahip olması durumunda ne gibi bir sonuç alabileceklerini merak ettiler. Bunun üzerine araştırmacılar, üç glioblastoma hastasının kanından elde ettikleri kök hücrelere P140K geninin içeren kodları eklediler ve bunları hastalara enjekte ettiler. Hemen ardından kemoterapi uyguladıklarında hala sağlıklı hücreleri kaybettiklerini gözlemlediler. Bir süre kök hücreleri tetikledikten sonra hastaların kan hücrelerinden ve kemik iliklerinin %40-%60'ında P140K geni taşıdıklarını gözlemlediler. Mutant geni sağlıklı kan hücrelerinde içeren hastaların bu hücrelerine her hangi bir zarar gelmeden kemoterapi ve benzylguanine tedavisi görebildiklerini belirlediler. Bu sayede korunmamış kanserli hücreler yok olurken, mutant gen ile koruma altında bulunan sağlıklı hücreler ise yaşamını devam ettirdi. 22 ay içerinde ortalama 3 hasta bu teknikle kurtarıldı. 3 yıl kemoterapi gören bir hasta ise halen hayatta ve halen hücrelerinde P140K mutant genleri taşıyordu. Kiem ve arkadaşları bu çalışmalarını Science Translational Medicine'da yayımladılar.


Önümüzdeki günlerde Gıdalar ve Kanser dergisinde yayınlanacak bir çalışmada araştırmacılar portakal suyunun kanser için önleyici bir kimyasal olup olmadığını irdelerken, olası toksik etkilerini de incelemişler. Portakal suyunun vucut için bir çok pozitif etkisi olduğu biliniyor. Araştırmacılar, bunun portakal ve greyfurt gibi meyvelerin içinde bulunan ve acımsı bir tad bırakan bir flavorin olan naringinin ve hespertinin'in antitoksidan özelliğinden kaynaklandığını düşünüyorlar. Daha önce yapılan çalışmalarda portakal suyunun çocuklarda lösemiyi önleyici etki gösterdiği ayrıca meme ve kolon kanserini de engellediği belirlenmiş. Tabi bu etki portakalın yetiştiği coğrafik koşullara göre değişiklik gösteriyor. xAraştırmacılar, ayrıca çok fazla portakal suyu tüketmenin zarar verici olduğunuda belirtiyorlar. Özellikle çocuklarda diyabette kadar uzanabilecek bir takım böbrek problemleri ve yüksek tansiyon sorunları oluşturabileceğini belirtiyorlar. Özellikle bireylerde aşırı portakal suyu tüketiminin kalp ritimlerinde sorunlar oluşturabileceği söylenirken, bunun yanlızca portakal suyu değil alınacak tüm gıdaların sağlığa yararlı olsalar bile fazla miktarda tüketilmesinin oksidatif streslere neden olabileceği, sonuç olarak vücut dengesinin bozulacağını belirtiyorlar.


Bu yazımda 90'lı yılların başında moleküler biyoloji ve genetik alanında önemli bir hastalığın aydınlatılmasına neden olan transgenik bir farenin buluşunu gerçekleştiren Prof. Dr. Akiyoshi Fukamizu ve onun çalışmasından sizlere bahsedeceğim. Prof. Dr. Akiyoshi Fukamizu, Tsukuba Üniversitesi, Tsukuba ileri araştırmalar topluluğu doğa bilimleri merkezinde araştırmalarını sürdürüyor. Prof. Dr. Fukamizu'yu önemli kılan, bundan yaklaşık olarak 20 yıl önce gerçekleştirdiği bir deney. Bu deneyden bahsetmeden önce Prof. Fukamizu'nun o dönemki çalışma konularına kısaca değinmek istiyorum. Prof. Fukamizu, o dönemde ve halen gebelik dönemlerindeki anne adaylarının karşılaştığı yüksek tansiyon sorunlarına çözümler bulmaya çalışıyor. Dünya genelinde neredeyse her dakikada bir anne adayı yüksek tansiyonun doğurduğu nedenlerden ya doğum sonrasında ya da gebelik döneminde yaşamını yitiriyor. Prof. Fukamizu bu konunun üzerine gitmeye 1993 yılında karar verir. Zira o, bu problemin çok yüksek ihtimalle genetik kaynaklı nedenlerinin olduğunu düşünmekteydi. Tam da bu noktada yüksek tansiyon veya hipertansiyon olarak bilinen durumun moleküler temellerinden sizlere biraz bahsetmek istiyorum. Böbreklerden salgılanan Renin enzimi, karaciğerden salgılanan angiotensinogen proteini ile tepkimeye girerek bu proteini angiotensin I proteine dönüştürüyor. AI'de Angiotensinogen Converter Enzimi ile tepkimeye girerek angiotensin proteini üretiyor. A-II damarlar üzerindeki algılayıcılara bağlanarak damarların büzülmesine ve tansiyonun yükselmesine neden oluyor. Prof. Fukamizu, tansiyonun bu moleküler sistemini çalışmayı çok arzuluyordu. Bunu yapabilmek içinde bilim insanlarının dostu fareleri kullanmaktan başka çaresi yoktu. Zira insan üzerinde çalışmak hem çok tehlikeli hem de etik açıdan yasaklanmıştı. Prof. Fukamizu, ilk iş olarak genetik teknikleri ile insan renin enziminini üreten transgenik dişi fareler ile insan anginotensinogen proteini üreten erkek fareleri çiftleştirdi. Bu fikri onu önemli kılan buluşun bulunmasını sağladı. Çünkü bu çiftleşmeden üretilen yeni fareler hipertansiyon sorunu taşıyan fareler oldu. Bilim literatürüne bu transgenik fareler; Tsukuba Hipertansiyonik Fareler olarak geçti(1993). Prof. Fukamizu'nun bu buluşundan sonra dünyadaki araştırmacıların ilgisi bu konuya çekildi ve Tsukuba hipertansiyonik fareler onlarca çalışmada ve içlerinde Nature ve Science gibi önemli dergilerinin de olduğu yayınlarda kullanılarak dünya çapında bir üne kavuştu. Daha sonra yapılan çalışmalarda sadece hAG üreten dişi ile hRN üreten erkeğin çiftleşmesinde yüksek tansiyon sorunu taşıyan bireylerin meydana geldiği, hRN üreten dişi ile hAG üreten erkeğin çiftleşmesinde ise herhangi bir hipertansiyon sorunu taşıyan bireylerin oluşmadığı ama bunların da gebelik döneminde bu problem ile karşılaşabileceği tespit edildi. Prof. Fukamizu'nun keşfettiği bu model sayesinde bugün bu hastalığa karşı onlarca ilaç üretimi yapılmakta ve çeşitli inhibitörler vasıtasıyla hipertansiyon sonucunu doğuran hAG ve hRN tepkimesinin önüne geçilmektedir. Şimdilerde Prof. Fukamizu ve ekibi hipertansiyon kaynaklı hastalıklar üzerindeki genetik araştırmalarını sürdürmekteler.