Eklemleri nasıl “rejenere” ederiz?
Bilim insanı olma işinin ruhunu yakalamış özel bir isim: B. Duygu Özpolat
Biliyorsunuz, Evrim Çalışkanları, evrim konusunu Türkiye’de popülerleştirmek amacıyla Kaliforniya Berkeley Üniversitesi’nin “Understanding Evolution” isimli internet sitesinin Türkçe’ye çevrilmesi projesini üstlenen gönüllü topluluğun adı. Projenin başladığı günden bugüne yüzün üzerinde biyolog, eğitimci, profesyonel çevirmen, bilgisayar uzmanı, üniversite öğrencisi projenin çeşitli aşamalarında katkıda bulunmuş. Ekibin amacı, evrim kuramının Türkiye’de anlaşılması için bilimsel bir başvuru kaynağı oluşturmak.
Bu önemli çalışmanın başındaki proje yürütme kurulundaki aktif isimlerden biri, B. Duygu Özpolat’tan başkası değil. Gerek kendi blogu biyolokum.com ‘da yazdıkları, gerekse Evrim Çalışkanları için yaptıkları dikkate değer. Bu aralar aynı zamanda Richard Dawkins’in kitaplarını çeviren bir ekipte de yer alıyor. Dawkins’in son kitabı The Greatest Show On Earth’ü, “Yeryüzündeki En Büyük Gösteri” adıyla önümüzdeki aylarda yayınlamış olacaklar, duyurmak isterim…
B. Duygu Özpolat ile Turkish Journal için görüştüm…
İlk olarak, Evrim Çalışkanları’nın Evrim Çalışkanları Understanding Evolution websitesini Türkçe’ye kazandırma projesi fikrinin nasıl doğduğunu sordum…
Bu fikrin Temmuz 2006’da ortaya atıldığını, aynı sene eylül ayında gönüllü bir ekibin kurulmasıyla hayata geçirilmeye başlandığını söyledi. Bu ilk adımların atılışında Evrim Çalışma Grubu’nun ve Üniversite Konseyleri’nin çok katkısı olmuş. Detayları Özpolat şöyle aktardı: “Understanding Evolution sitesinin yayın hakları için bir sözleşme imzalanması gerekiyordu, bu aşamada da Boğaziçi Üniversitesi devreye girdi. Evrim Çalışkanları tamamen gönüllülük esasına dayanan bir topluluk. Üyelerimizin çoğunluğu Türkiye’de olmakla birlikte, Çin’de, ABD’de ve İsviçre, İngiltere, Almanya gibi çeşitli Avrupa ülkelerinde bilimsel çalışmalarına devam eden akademisyenler de var aramızda. Ekibimizde 150’ye yakın insan var.”
İlgi nasıl?
Giderek artıyor ve zaten bu projeye şimdiye kadar ufak ya da büyük çapta gönüllü katkı koymuş bunca insan olmasa, hiçbir yere varamazdık. Şahsen ben bu söz konusu Evrim Çalışkanı arkadaşlarıma ne kadar teşekkür etsem az. İşleri organize ettiğim için hergün pekçoğu ile iletişim içindeyim. İnsanların projeye hevesle katkı koyuşları beni tarifsiz mutlu ediyor. Facebook’ta da 5000’e yakın ve her geçen gün büyüyen bir hayran kitlemiz var.
Evrim karşıtı kişilerin çalışmalarınıza tepkisi oluyordur…
Standart evrim karşıtı tepkiler aldığımız oluyor; fakat, Evrim Çalışkanları olarak, dini konularda ya da evrim karşıtı propagandalar konusunda konuşmama politikası izlediğimizin özellikle altını çizmek isterim. Kimsenin dini inancının evrimi kabul etmesine engel olmadığına ve bu kişisel tercihlerin bilimsel platformların dışında tutulması gerektiğine inanıyoruz. Evrim Çalışkanları olarak bizim misyonumuz, bilimsel, anlaşılır, keyifli bir kaynağı halkımıza kazandırmak, bilimsel konuların tartışıldığı bir ortam yaratmak. Bu odağın dışına çıkmamak bizim için çok önemli. Evrim konusunda kafası karışık olan herkesi, sunduğumuz bu kaynağı açık fikirlilikle okumaya davet ediyoruz.
“ODTÜ’nün önünden her geçişimde kalbim platonik bir aşığınki gibi sıkışırdı”
B.Duygu Özpolat, 1981 Ankara doğumlu. Ortaokuldayken teyzesi ve o zamanlar ODTÜ’de okuyan eniştesi onu ODTÜ’nün bahar şenliklerine götürmüşler. İlk görüşte ODTÜ’ye aşık olmuş ve bu aşk sonraki okul yıllarında onun en önemli motivasyonlarından biri olmuş.
“Peki, üniversite öncesi bilime ve gönüllü organize işlere ilginiz var mıydı?” diye sordum…
Eskiden beri, nedenini kendisinin de hala çözemediği bir ilgisi eğilimi olduğunu söyledi ve gülerek, “ben küçükken de şarkı söylermişim zaten, klişesi gibi gelsin istemiyorum kulağa, fakat sanırım buna engel olamayacağım” dedi: “İlkokuldayken sokağımızın çok kirli olmasından rahatsız olarak, ilk gönüllü organizasyon atılımımı gerçekleştirmiş ve mahalledeki çocukları örgütleyerek bir “Çevre Çocuk Kulübü” kurmuştum. Plastik eldivenlerle çöpleri toplayıp insanlara “Lütfen çevremizi temiz tutalım” yazıları gösteriyorduk. Bilime de hep ilgim vardı ama özellikle biyoloji okumaya karar vermem, Antalya’ya taşındığımızda yan komşumuzun üniversite öğrencisi kızının Biyoloji okuyor olması ve bana sürekli öğrendiklerini anlatması ile oldu. Ben de çocukluk aşkım ODTÜ’de biyoloji okumaya kadar verdim böylece.”
ODTÜ Biyoloji Bölümü’nden 2004’te mezun olmuş. Şu anda New Orleans’ta Tulane Üniversitesi’nde Hücresel ve Moleküler Biyoloji Bölümü’nde doktora eğitimine devam ediyor. “Eklem rejenerasyonu” üzerine çalışıyor ve bu çalışmayı tavuk emrbiyoları üzerinde yaptığını öğreniyorum. Döllenmiş tavuk yumurtalarını çiftliklerden ısmarlıyorlarmış. Laboratuvarda ufak bir kuluçka makinaları var.
İnceledikleri olayın ayrıntılarını merak ettim…
Şöyle açıkladı: “Kuluçkaya konan yumurtalardaki embriyolar sabit bir hızda gelişmeye başlıyorlar. Ben de belli bir aşamada yumurtaların tepesinden ufak bir pencere açıp gelişmekte olan embriyoya ulaşıyorum, mikrocerrahi yöntemi ile tavuğun gelişmekte olan kanadından dirsek eklemini çıkarıp yeniden kuluçkaya bırakıyorum. Bu yaptığım iş pirinç tanesi büyüklüğünde bir yapıdan, kum tanesi büyüklüğünde bir dokuyu kesip çıkarmak! 4-5 gün sonra eklem kısmen rejenere oluyor. Nasıl oluyor, hangi genler etkin, kısmen değil tamamen rejenere olabilmesi için dışarıdan büyüme faktörü denilen proteinler ekleyerek bir yere varabilir miyiz? gibi soruları cevaplamaya çalışıyorum.”
(Tavuk embriyosunda rejenere olmuş dirsek eklemi çeşitli doku boyama yöntemleri ile inceleniyor…) Fotoğraf: B. Duygu Özpolat
“Rejenerasyon”, kabaca nedir?
Rejenerasyon, kopan ya da bir şekilde ciddi hasar gören bir organın vücutta yeniden yapılması anlamına geliyor.
Peki, bu şaşırtıcı özelliğin en bilinen örneği nedir?
Kertenkelenin kopan kuyruğunun yeniden uzaması en bilinen örnek. Sürüngenler ilginç bir şekilde çok gelişmiş bir rejenerasyon potansiyeline sahipler. Bu olayın laboratuvar ortamında araştırılması için en yaygın olarak kullanılan canlı da Meksika semenderi (aksolot). Rejenerasyon yeteneğine sahip planarya, hidra gibi başka canlılar da var ama evrimsel olarak biz insanlara en yakın olan modellerden biri, bizim gibi bir omurgalı olan semender. Meksika semenderlerinin yetişkin bireyleri, kopan kol ve bacakları tamamen eskisi gibi yeniden oluşturabiliyorlar. Yetişkin yaşlarında bu kadar ciddi boyutlarda rejenerasyon yeteneğine sahip olduğunu bildiğimiz başka bir omurgalı henüz gözlenmedi.
Bilim insanları, Meksika semenderi kullanarak rejenerasyon olayının nasıl gerçekleştiğini, hangi genlerin ve sinyal patikalarının bu işte rol aldığını anlamaya, yani daha çok olayın bir tanımını yapmaya çalışıyorlarmış. Böylece, rejenerasyon yeteneği çok kısıtlı olan insan gibi diğer canlılarda, çok daha ciddi boyutlarda bir rejenerasyonu nasıl tetikleyebileceklerinin yollarını araştırıyorlarmış.
Peki, sizin laboratuvarınızda da semender üzerinde çalışılıyor mu?
Benim bulunduğum laboratuvarda semender üzerinde değil, (bir kişi hariç herkes) fare üzerinde çalışıyor. Fare üzerinde çalışmayan o tek kişi olan bendeniz, az önce bahsettiğim gibi, tavuk embriyosunda eklem rejenerasyonu konusunu inceliyorum.
Neden tavuk veya fare?
Bu iki organizmanın da rejenerasyon potansiyeli çok düşük. Ama zaten biz insanlar da böyle düşük potansiyeli olan canlılar olduğumuzdan ve en nihayetinde bu araştırmalardaki amacımız, rejenere olamayan bir canlıda bunu nasıl tetikleyeceğimizi bulmak olduğundan, benim hocam senelerce semender üzerinde çalıştıktan sonra fare ve tavuk üzerinde çalışmaya karar veriyor. Yeni doğmuş farelerin parmak ucu kısıtlı da olsa rejenerasyon potansiyeline sahip.(Fotoğraf: www.cellscience.com )
(Bu fotoğraflar Dr. Ling Yu’ya ait. Farede kesilen parmak ucunun rejenerasyonunu gösteriyor. Burada rejenerasyonunu incelemek için kemik ve kıkırdak boyama teknikleri kullanılıyor.)
Laboratuvarımızdaki projeler de an itibariyle bu kısıtlı rejenerasyonu anlamak, parmağın neden ucu değil de daha geriden yani daha büyük bir bölümü koparsa rejenere olmuyor bunu anlamak üzerine yoğunlaşmış durumda.
Rejenerasyon yeteneğine sahip canlılarda kolların, vs. uzaması nasıl gerçekleşiyor?
Önceleri rejenerasyon yeteneğine sahip tüm canlılarda ortak bir mekanizma olduğu düşünülüyordu, fakat yeni yeni görüyoruz ki, mekanizmalar canlıdan canlıya farklılık gösterebiliyor. Ama bütün rejenerasyon çeşitlerinde kök hücrelerin rol aldığı konusunda şimdilik herkes hemfikir görünüyor. Şu anda en iyi tanımlanmış olan rejenerasyon olayı haliyle semenderin kolu. Semender kolunu kaybettiğinde (ya da kol laboratuvar ortamında kesildiğinde) oluşan yara insandakine nazaran kat kat hızlı iyileşiyor. (Bu hızlı yara iyileşmesinin rejenerasyonda çok önemli ve gerekli adımlardan biri olduğunu biliyoruz ama ayrıntıları halen araştırma konusu.) Yara iyileştikten sonra kesilen kolun ucunda ‘blastema’ adı verilen, kök hücrelerin toplaştığı bir yapı oluşuyor. Bu yapı, adeta embriyonun kolunun gelişme sürecinin aynısını izleyerek, sil baştan bir kol yapıyor. En ilginci, kol nereden kesilirse, yeniden oluşan bölüm, kolun sadece kopan kısmını oluşturuyor, yani “hangi kısmın eksik olduğunun” belirlenmesini sağlayan bir mekanizma daha var. Ama bu konuda da bilgilerimiz henüz çok yetersiz.(Bu fotoğraflar Dr. Ling Yu’ya ait. Farede kesilen parmak ucunun rejenerasyonunu gösteriyor. Burada rejenerasyonunu incelemek için kemik ve kıkırdak boyama teknikleri kullanılıyor.)
“Kopan kolları, bacakları yeniden nasıl uzatırız?” projesinde gelinen son nokta ne peki?
Bu konularda bilim insanlarının daha gidecek çok yolu var. Bizim laboratuvarımızdaki fare çalışmalarında, büyüme faktörleri adı verilen proteinler kullanılarak, normalde rejenere olmayan bir kemiğin uzaması sağlandı. Fakat o kemiğin hemen bitimindeki eklemin de rejenere olması için ne yapılması gerekiyor hala araştırıyoruz. Örneğin, benim üzerinde çalıştığım proje için konuşacak olursam, “Eklemleri nasıl rejenere ederiz?” sorusunu cevaplamak için minicik bir adım olabilir ancak. Belki birilerine bir fikir verebilir, onlar üzerine ufak bir şey daha eklerler. Bakarsınız 50 sene sonra laboratuvar ortamında eklem oluşturuyoruz, ya da hücre terapisiyle insanların eklem hastalıklarına çare buluyoruz. Rejenerasyon Biyolojisinin Temelleri kitabının yazarı Dr. Bruce M. Carlson, bu kitabın son bölümü olan “Şimdiye dek neler öğrendik ve nereye gidiyoruz?”a başlarken “Daha işin başında bir doktora öğrencisiyken sahip olduğum optimistliğe bakıyorum da, o zamanlar ben mezun olana kadar bu rejenerasyon bulmacasının çözüleceğinden emin olduğumu hatırlıyorum.” diyor. O günden bugüne onlarca sene geçmiş. Yine Dr. Carlson’un dediği gibi, “bu süreç içinde öğrendiğimiz bir şey varsa, o da rejenerasyon denilen olayın göründüğünden ve çoğu bilim insanının o zamanlar tahmin ettiğinden çok daha karmaşık bir olay olduğudur.” Yine de, bir kolu tamamen rejenere edemesek bile, çeşitli sebeplerle (kazalar, savaş, hastalık vesaire) kol ve bacaklarının bir kısmını kaybetmiş insanların en azından kemiklerinin uzamasını sağlayabilirsek, bu bile protezlerin çok daha rahat kullanılması için bir adım olabilir, veya söz konusu organın işlevini hepten yitirmesini engellemek adına önemli olabilir.
İnsanlarda bu özellik neden yok?
Bu sorunun henüz kesin bir cevabı olmamakla birlikte, insanlarda evrilen fakat semenderin de içinde bulunduğu sürüngenler grubunun sahip olmadığı derecede karmaşık bir bağışıklık sisteminin, rejenerasyonun gerçekleşmesine engel olduğu yolunda bir kanı var. Yani insan gibi karmaşık memelilerin evrimi sürecinde, karmaşık bağışıklık sistemi gibi çok önemli bir özellik seçildi, fakat buna sahip olmak, rejenere olamamak anlamına geliyordu. Bu henüz tam anlamıyla kanıtlanmış bir fikir değil. Üzerinde çalışmaya değer kanıtları olan bir hipotez. Bu arada söylemeden geçmeyeyim, insanlarda bebek ve çocukların, aynı farelerde olduğu gibi parmak ucunun sınırlı da olsa rejenere olabildiğini, yine karaciğerimizin de rejenere olma kapasitesi olduğunu biliyoruz. Yani bu yetenekten tamamen yoksun değiliz.
Evrim ağacında bir noktada ortaya çıkmış olan bu yeteneğin insanlarda da olacağı öngörülüyor mu?
İnsan evriminin nereye gideceğini öngörmek güç. (Hatta insanların evriminin duruduğunu ileri sürenler bile var.) Fakat, insan evrimi konusunda uzman olmadığım halde naçizane, bu konuda fikir yürütecek olursam, iki şey söyleyebilirim. Birincisi, aynı özelliğin evrim sürecinde birbirinden bağımsız olarak farklı noktalarda ortaya çıkması mümkün. Bir özellik ortak bir atadan o atanın soylarına geçtiğinde bu özelliğe kökendeş özellik deniyor, eğer ortak bir ata söz konusu değilse ve söz konusu özellik farklı canlı gruplarında birbirinden bağımsız ortaya çıkmışsa görevdeş olarak isimlendiriliyor. Örneğin, kuş kanadı, insan kolu, semenderin bacağı, her ne kadar bu canlıların kendi evrim süreçlerinde özelleşerek değişmiş olsa da ortak bir atadan bu canlılara kalmış kökendeş yapılardır. Bununla birlikte, sineklerin de kanadı var, ama bu kanat kuştakinden bağımsız olarak, farklı bir yoldan evrilmiş, -ortak bir ataya dayanmayan- görevdeş bir yapıdır. Şimdi bu bilgiler ışığında düşünürsek, insan popülasyonu üzerinde -çok uzun, diyelim yüzbinlerce yıllık bir süreci ele alalım- öyle bir seçilim baskısı oluşur ki, rejenerasyon özelliği bir şekilde insanlarda da -semenderdekinden bağımsız olarak- evrilir. Yani teoride bu mümkün. Öte yandan, bu konuda değinmem gereken ikinci konu olan evrimsel kısıtlar, bunun nasıl mümkün olmayabileceğine dair fikir verebilir. Az önce insanların bağışıklık sisteminin rejenerasyonun gerçekleşmesini engellediği yönünde bir görüşün olduğundan bahsetmiştim. İnsanlar bağışıklık sistemi olmadan hayatta kalamıyorlar. Eğer rejenere olamamamızın sebebi bağışıklık sistemimiz ise, bu durum evrimimiz üzerinde bir kısıt oluşturuyor. Yani evrim yoluyla değişebiliriz, ama bu değişikliklerin hayatta kalımımızı böylesi ciddi derecede tehlikeye atmaması gerekiyor (eğer bağışıklık sistemimizi kayberdersek hayatta kalıp üreyemeyiz, dolayısıyla doğal seçilim rejenerasyondan yana olmaz).
Fakat, belki bizim ve diğer bilim insanlarının yaptığı araştırmalar, bağışıklık sisteminin dizginlediği rejenerasyonun iplerini salıverecek bir yöntemin geliştirilmesini sağlayabilir. Evrilerek rejenerasyon yeteneğine sahip olmaya ihtiyacımız kalmamış olur.
Genetik kod hakkında bilinen pek çok şey olsa da, hala tamamen olayın özü neden anlaşılamıyor sizce?
Bu konu göründüğünden daha karışık. Embriyonun gelişiminden örnek vererek bu soruyu cevaplayayım. Gelişim sırasında organların yapılışı pek çok farklı gen tarafından kontrol ediliyor. Evet, bu genlerin kodlarını biliyoruz (DNA’nın baz dizilimi artık elimizde). Fakat bu genlerin ne zaman, nerede, ne kadar süre etkin oldukları, genlerin ürettiği proteinlerin üç boyutlu yapılarının ayrıntıları, bu proteinlerin birbirleri ile nasıl etkileştikleri, bu etkileşimlerin sonuçlarının ne olduğu gibi bilgileri sadece genetik koda bakarak anlayamıyoruz. İnsan ve laboratuvarda model olarak kullanılan pek çok hayvanın genom diziliminin elde edilmiş olması şüphesiz ki biyolojik bilimlerde bir devrim yarattı. Fakat şimdi elimizdeki bu devasa bilgi yığınını incelememiz, bu bilgilerden bir anlam çıkarmamız gerekiyor. Neyse ki bilişim teknolojileri de biyoloji ile kolkola gelişiyor, bunun bir sonucu olarak biyoinformatik denilen bir alan doğdu. Genetik kod odaklı çalışmalar önümüzdeki senelerde daha da hız kazanacak ve bu bulmacayı çözmeye başlayacağız. Ben de ileride çalışmalarımı bu konulara kaydırarak, embriyo gelişiminin evrimini moleküler genetik açısından incelemeyi istiyorum.
Kariyerinizde emin adımlar ile ilerleseniz de yaşadığınız zorluklar çoktur eminim…
Amerikalıların “Çitin öteki tarafındaki çimenler her zaman daha yeşildir” diye bir sözü var. Biz insanlar genelde başkalarına, onların sahip olduklarına, hayatlarına bakıp, onların bizden daha iyi, daha mutlu, daha becerikli, daha daha olduklarını düşünüp kendimizi mutsuz etme ve kendimizdeki potansiyeli küçümseme eğilimi gösteriyoruz. Blogda yazdıklarımı genellikle hayatımdaki olumlu şeyler üzerine yoğunlaştırmaya çalıştığım için (şikayet edince dertler büyüyor gibi geliyor bana), bana gelen e-posta ve yorumlardan yola çıkarak, kimi zaman dışarıdan bakan birine dertsiz tasasız bir insan imajı çiziyor olduğuma dair bir hisse kapılıyorum. Elbette böyle biri değilim. Çoğu zaman insan kendisi kariyerinde emin adımlarla ilerlediği düşünmüyor bile, bu yüzden bu sözünüze de yüzümde utangaç bir gülümseme ile teşekkür ediyor ve diyorum ki: Evet, zorluklar çok. Her şeyden önce, bir doktora öğrencisinin hayatı, fona “çile bülbülüm” parçasının yakışacağı durumlara sık sık sahne olan bir hayat.
Doktora’yı çok zorlu bir süreç yapan ne?
Bir kere bu işin zekanızı, becerilerinizi sürekli zorlayan, sürekli öğrenmek ve kendinizi geliştirmek zorunda olduğun bir iş olması. Bu güzel ama sancılı bir durum. Sürekli hocanız, komiteniz tarafından sorgulanıyor, kendi kendinizi sorguluyorsunuz. Üstelik, ABD’de doktora 5-6 yıllık bir süreç olduğundan, doktoraya başladığınız zamandan bitirmeye yaklaştığınız zamana dek kişiliğiniz, bilimsel vizyonunuz büyük değişimlere uğruyor. Ama bu esnada genellikle üzerinde çalıştığınız proje o kadar değişmiyor. İşte bu yüzden insanı bir sıkıntı basmaya başlıyor sonlara doğru. Bir an önce mezun olup yeni bir şeyler yapmaya başlamak istiyorsunuz. Doktorasını bitirmeye yaklaşmış çoğu doktora öğrencisinin, bu anlattıklarımdan kaynaklanan, mutsuz ve bıkkın bir hali var (elbette istisnalar olacaktır). Sanırım önemli olan, bu sürecin ne olduğunu iyi anlayıp durumu baştan kabullenmek ve süreci kendiniz için olabildiğince verimli kılmak.
Danışman hocanızla aranızdaki ilişkinin evlilik gibi, eğer doğru kişi ile yaşanıyorsa bir cennet, yanlış kişi ile yaşanıyorsa bir cehennem olduğunu söylememe gerek yok sanırım. Bütün bunlara bir de farklı bir ülkede yaşamanın zorluklarını da eklemeyi unutmayalım.
Hoş, her işin, her mesleğin kendine has zorlukları ve güzellikleri var. Bana kalırsa, insanın hayatta kendisine keyif veren şey ne ise onu yapmaya çalışması, önceliği kazanılan paradan ziyade yaşanacak tatmine vermesi, o işi zorluklarına rağmen yapmaya devam etmesini sağlıyor ve kişinin görece daha mutlu ve huzurlu bir insan olmasını sağlıyor.
Son olarak sormak istiyorum, bilimsel konularda Türkçe bir cep yayını hazırlayacaktınız, yakında yayınlanacak mı?
Bu işe hem ODTÜ’den hem de Evrim Çalışkanları’ndan tanıdığım arkadaşım Erol Akçay ile birlikte giriştik. Şimdilik her ikimizin de yoğunluğundan dolayı ilk bölümü yayınlamamız tahmin ettiğimizden daha uzun sürecek gibi görünüyor. Ama kısaca bu cepyayınında yeni yayınlanmış bilimsel makaleleri, bilim dünyasındaki gelişmeleri ele almayı düşünüyoruz.
(Turkish Journal)
