İletişim hepimiz için önemli; hücrelerimiz için de… Bizler dışarıdan gelen bir uyaranı (bir sözü, sesi, görüntüyü vb.) beynimizle değerlendirir ve bu değerlendirme sonucunda bir davranış ya da düşünce ortaya koyarız. Bu sadece bizim için geçerli değil. Bir hücrede de dışarıdan hücre zarına gelen bir bilgi DNA’ya ulaştırılır ve buradan bir yanıt oluşturulur.

Bir hücrenin uyarılması hücre zarı üzerindeki reseptörler (alıcılar) aracılığıyla gerçekleşir. Çoğu zaman, uyarıcı madde hücrenin içine direkt olarak girmez, onun yerine bir alıcıya bağlanır ve uyarıcının bağlandığı alıcı, hücre içinde bir dizi olaya sebep olur. Hücre içinde dizili domino taşları olduğunu düşünürsek eğer, uyarıcının alıcıya bağlanmasıyla baştaki domino taşı itilmiş olur. İtilen taş DNA’ya kadar ulaşacak bir dizi domino taşını düşürmeye devam eder. Bu aşamada bazı noktalarda, düşen bir domino taşı kendisine bağlı onlarca domino taşını düşürür ki bu da küçük bir etkiyle daha büyük ve daha hızlı bir cevabın alınmasını sağlar.

Bir uyarıcı ile uyarılan ve uyarının genişlemesine (amplification) sebep olan bu araçlara “second messengers” (ikincil haberciler) denir.

Biz de eğer asıl uyarıcıyı öğrendiğimiz, okuduğumuz makaleler olarak düşünürsek, “The second messengers” yani ikinci mesajcılar olarak bu bilgilerin daha fazla kişiyle ulaşmasına sebep olacağız; yani bunu ümit ediyoruz…

Bu projelerden biri bizi oldukça ilgilendiriyor. Çünkü bu proje, Türkiye genomunu diziliyor. Boğaziçi Üniversitesi bünyesinde gerçekleştirilen çalışma kapsamında, 17 Türkiye vatandaşının genomu dizilemesi bitirilmiş durumda.

Coğrafi konumu sebebiyle geçiş bölgesinde yer alan Anadolu, yaşamı boyunca yüzlerce farklı medeniyete ev sahipliği yaptı. Anadolu’ya giriş yapan her medeniyet, kültürü ile beraber genetik bilgilerini de beraberinde getirdi. Nesilden nesile, kimi zaman karışarak, kimi zaman çekinik kalarak bugüne kadar gelen Anadolu’nun genetik bilgisini, -DNA dizileme teknolojilerindeki gelişmeler sayesinde- artık okuma şansımız var. Diğer bir deyişle, Türkiye’nin genomunu artık okuyabiliyoruz.

Bu amaçla, Türkiye’de yaşayan insanlara ait referans genomu oluşturacak pilot proje, (Boğaziçi Üniversitesi Turkiye Genom Projesi) son aşamasına gelmiş durumda.

Proje kapsamında, Türkiye’nin farklı şehirlerinde en az dört kuşak aile geçmişi olan 17 bireyin tüm genom bilgisi çıkarılmış ve analiz edilmiş. Analizler, şimdilik, Kopya sayısı çeşitliliği (KSÇ), yapısal çeşitlilik (YÇ), tek nükleotid polimorfizmi (TNP) gibi genetik çeşitlilik karakterlerini inceliyor.

Proje sayfasında yer aldığı üzere, bu proje, “Türkiye coğrafyası üzerinde tarih boyunca oluşmuş ve halen mevcut olan genetik yapıyı, genetik farklılıkların ve benzerliklerin niteliğini, toplumdaki genetik çeşitliliğin dağılımı ve diğer toplumlarla olan genetik akrabalığın belirlenmesini“ sağlayacak.

Gerçekleştirilen çalışmanın sonuçları henüz açıklanmadı. Elde edilen sonuç ve analizler, 21 Ocak’ta Boğaziçi Üniversitesi‘nde açıklanacak. Çalıştay’a katılım için ücretsiz kayıt gerekiyor. Kayıt olmak için bu bağlantıyı kullanabiliriniz.

Genom araştırmasının ilk analiz sonuçlarının, genom dizilerinin tıp alanlarındaki uygulamalarının anlatılacağı çalıştayda, Uluslararasi Buğday Genomu Dizileme Projesi gibi çalışmalara da yer verilecek. Çalıştay’ın programı ise şöyle;

1.Bölüm: TÜRKİYE VE İNSAN GENOM PROJESİ

9:00 Nesrin Özören, “Yaşam Bilimlerinin ve Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümünün Tanıtımı” , Boğaziçi Üni.

9:15 Cemalettin Bekpen, “Türkiye ve İnsan Genom Projesi” , Boğaziçi Üni.

9:30 Cenk Şahinalp, “BÜ Türkiye Genom Araştırmasının Biyoinformatik Temelleri” , Simon Fraser Universitesi, Kanada,

10:00 Can Alkan, “BÜ Türkiye Genom Araştırması İlk Analiz Sonuçlarının Ayrıntılı Sunumu” , Washington Uni.

10:30 Ömer Gökçümen, “Dünyanın Genetik Çeşitliliği ve Türkiye’nin Genomları” , Harvard Uni.

10:50 Pınar Kavak, “BÜ Türkiye Genom Araştırması İlk Analiz Sonuçlarının Sunumu” , TUBITAK-MAM,

11:00-11:30 Çay ve Kahve Arası

2.Bölüm: İNSAN HASTALIKLARINDA GENOMİK UYGULAMALAR

11:30 Nazlı Başak, “21. Yüzyılın Biyolojik Devrimi: İnsan Genom Projesi ve İnsan Sağlığı Üzerine Etkileri” , Boğaziçi Üni.12:00 Ahmet Gül, “Bir kompleks hastalık modeli olarak Behçet hastalığı” , İstanbul Üniversitesi,

12:30 Hilal Özdağ, “Sporadik Kolorektal Kanser Vakalarında Aile Temelli Genom Boyu Asosasiyasyon Analizleri” , Ankara Üni.

13:00-14:30 Öğle Yemeği Arası

14:30 Duran Üstek, “DETAE Genom Merkezi”, DETAE, İstanbul Üni.

15:00 Nurten Akarsu, “Nadir Hastalıklarda Genom Boyu Analiz: ALX Gen Ailesi İle İlişkili Fenotipler”, Hacettepe Üni.,

3.Bölüm: TÜRKİYE’DEKİ GENOMİK ÇALIŞMALAR VE UYGULAMALAR

15:30 Bayram Yuksel , “TÜBİTAK İleri Genom ve Biyoenformatik Araştırmaları Merkezi (İGBAM) ve Türkiye’de Genom Analiz Çalışmaları”, TUBITAK-MAM,

16:00 Hikmet Budak, “Uluslararasi Buğday Genomu Dizileme Projesi”, Sabancı Üni.

16:30-17:00 Çay ve Kahve Arası

17:00-18:00 AÇIK MASA TARTIŞMASI: Türkiye ve İnsan Genom Projesi, Kişisel Tanı ve Sağlık Açısından Uygulamaları

18:00 Cemalettin Bekpen, “Kapanış Konuşması”, Boğaziçi Üni.

Ortaya atılan hipotezlerin bazısı önce DNA’nın sonra da RNA’nın oluştuğunu öne sürerken; diğerleri bunun tam tersini iddia ediyor. Bu sorular sürerken, bu tartışmaya DNA ve RNA’nın kimyasal kuzenleri TNA’lar da dahil oldu. Hayat, TNA‘lar ile mi başladı? Ayrıca kim bu TNA’lar?

Önce DNA’mı vardı, yoksa RNA mı? Hayatı başlatan molekülün DNA olması, şimdilik güç görünüyor. DNA, genetik bilgi depolama konusundaki inanılmaz potansiyeline karşılık, önemli bir dezavantaja sahip. DNA, sahip olduğu bu bilginin okunması ve işlenmesi için enzimlere ihtiyaç duyuluyor. Enzimlerin olmadığı bir ortamda, DNA tek başına anlamını yitiriyor.  Enzimlerin olmadığı bir ortamda DNA olması; okuyacak kimsenin olmadığı bir dünyada bir kütüphane yapılmasına benziyor.

Bu sebeple, hayatın RNA molekülleri ile başladığı oldukça popüler hipotezlerden biri. Diğer adıyla, RNA Dünyası Hipotezi. Bu hipotez’e göre Dünya  üzerinde, DNA’dan önce RNA’ların olduğu öne sürülüyor. Çünkü, DNA’ların aksine, RNA’lar enzim olarak da çalışabiliyor. Enzimlerin yaptığı gibi, kesim, birleştirme vs. işlemlerini RNA’lar kendi başına gerçekleştirebiliyor. Ayrıca, DNA gibi, genetik bilgi de depolayabiliyor. Bu da RNA’ları önemli bir başlangıç noktası seçeneği yapıyor.

Yeni Bir Başlangıç Noktası mı?

DNA ve RNA dünyası önemli hipotezler iken, yeni bir molekül, hayatın başlangıç noktası için önemli ipuçları veriyor. Adı TNA, diğer adıyla Threose nucleic acid.

TNA ve RNA Yapıları

DNA’dan ve RNA’nın kimyasal kuzeni olan bu molekülün farkı ise yapısındaki şekerlerde. DNA’nın yapı iskeleti deoksiriboz şekeri, RNA’nınki de riboz‘dan oluşurken, TNA’nın yapısı Threose adı verilen 4 karbonlu bir monosakkaritten oluşuyor.

TNA‘lar üzerine çalışmalar gerçekleştiren, Arizona Eyalet Üniversitesi‘nden John Chaput‘a göre, TNA‘nın yapısına katılan bu threose‘un farklı yapısı ilkel Dünya’da TNA’ların oluşmasına katkı sağlamış olabilir. Threose, riboz ve deoksiriboz’dan daha küçük olduğundan, TNA‘nın kendiliğinden oluşmasını -DNA’ya ve RNA’ya kıyasla- daha kolaylaştırıyor.

Chaput‘un TNA’lar üzerine gerçekleştirdiği çalışmasında, TNA’ların RNA’lar gibi enzim aktivitesine sahip olabileceği gösterilmiş durumda. 3 boyutlu olarak katlanan TNA zincirlerinin belirli proteinlere spesifik şekilde bağlanabildiği gösterilmiş. Chaput, TNA’ların bu özellikleri sayesinde enzim gibi davranabileceğini belirtiyor. Bahsi geçen çalışmada, spesifik olarak bağlanabilen TNA’ların yapay seçilim ile üretildiğini ve sadece 3 seçilim yapılarak bir proteine özgü molekül üretilebildiğini eklemekte yarar var.

TNA Dünyası Mümkün Olmayabilir!

TNA’ların bu enzim benzeri yapısı heyecan yaratsa da, bunun yanlış yorumlanmaması gerekiyor. Nitekim, Chaput da hayatın sadece ve sadece TNA’lar ile başlamasına pek olanak vermiyor. İlkel Dünya’nın aşırı koşulları, TNA’ları bildiğimiz hayatın yegane kaynağı olmaktan biraz uzaklaştırıyor. Ancak, Chaput, hayatın oluşma safhasında tek bir genetik materyalden ziyade, bir genetik materyal türlüsünün (DNA, RNA, TNA ve diğerleri) rol oynamış olacağını inanıyor.

Dünya’nın oluşum sürecindeki ortam koşullarını tam anlamıyla henüz bilmediğimiz için, TNA’ların kendi kendine oluşma ihtimali henüz soru işaretleri içeriyor. TNA‘ların, günümüz modern canlıların hiçbirinde olmaması da diğer bir sorun.

Ancak, tüm bu olumsuzluklara rağmen, TNA’lar, yeni bir araştırma konusu doğurduğu için şimdiden ilgiyi üzerine çekmiş durumda. TNA‘ların yapay bir genetik altyapı için geliştirilmesi de söz konusu. Buna göre, hastalıklı hücrelerde, işlevini yerine getiremeyen RNA’ların yerine yapay olarak geliştirilmiş TNA’ların kullanılması ileride mümkün olabilir. Nitekim, TNA kullanılarak yapay genetik sistemlerin geliştirilmesi John Chaput‘un araştırma konularından biri.

Çalışmada görev alan araştırmacılar, bu megavirüs’ün amip gibi denizde yaşayan tek hücreli canlıları enfekte ettiğini düşünüyor. Ölçümlere göre, bu dev, 0.7 mikrometre çapındaki boyutuyla bazı bakterilerden bile büyük. Virüs, öyle büyük ki, yapılan temel gözlemler sırasında, önce bakteri olarak tanımlanmış, türün virüs olması araştırmacıları oldukça şaşırtmış.

Sadece elektron mikroskopları ile görünen diğer virüslerin aksine, bu yeni türü temel ışık mikroskopları ile görmek mümkün. Mimivirüs gibi, yeni keşfedilen bu Megavirüsler de, dış kısımlarında saç benzeri fibril yapılara sahip. Bir görüşe göre, bu fibriller, virüsleri amiplerin beslendiği bazı bakterilere benzetiyor. Bu şekilde amipleri kandırıp, virüsleri bakteri gibi tanımalarını ve hücre içine almalarını sağlıyor olabilir. Bu noktada, megavirüslerin, insanlar için tehdit oluşturmadığını hatırlatmakta fayda var.

Megavirus chilensis

Şili‘nin Las Cruces sahillerinde bulunan bu yeni tür üzerinde gerçekleştirilen genetik çalışmalar, megavirüs’ün genomunun da (bir virüse göre) mega boyutlarda olduğunu gösteriyor. Çalışmada görev alan Chantal Abergel ve Jean-Michel Claverie‘nin araştırmalarına göre, virüs, 1,259,197 bazlık bir genoma sahip. Bu genom içinde, konağı içinde çoğalmasını ve yapısal birimlerini üretmek için 1120 kadar gen barınıyor. Genlerin %23′ü ise, eski rekortmen Mimivirüs’te bulunmuyor. Yani Megavirüs’e özgü. Bu haliyle, dizilimi yapılan en büyük viral genom özelliğine de sahip.

Profesör Claverie, bu gelişmiş düzeni şu şekilde özetliyor. “Her şeyi, küçücük bir parçacık başlatıyor. Küçük parçacık büyüyor ve büyüyor. Ardından, bakıyorsunuz ki, tek bir hücre, devasa bir virion fabrikasına dönüşüyor. Bu kadar gene sahip olması da işte bu yüzden.”

Profesör Claverie’nin enfekte amipler üzerinde yaptığı çalışmalar, virüslerin farklı bir davranışını daha ortaya koyuyor. Enfeksiyon sonrası, megavirüsler, amiplerin içinde truva atı organelleri (hücre içinde hücre) oluşturuyor. Bu yapay organeller içinde, yeni virüslerin üretimi sağlanıyor. Bu organellerin çalışma mekanizması ve fonksiyonları henüz açığa çıkarılamamış.

Claverie, viroloji dalının da artık değiştiğini belirtiyor. Eskiden, sadece insan ve hayvanları enfekte eden virüsler incelenirken, artık daha geniş bir çevrede virüsler inceleniyor. Artık göllerden su örnekleri alınıyor ve virüsler tarafından enfekte edilen hücreler toplanıyor. Elde edilen sıradışı virüsler, “çevresel viroloji” dalının oluşmasını, büyümesini ve popülerleşmesini sağlıyor.

Peki bu septin denilen proteinler nedir? Ne işe yararlar? Hücresel savunma sisteminde nasıl görev alıyorlar? Ve nasıl bir hapishaneye dönüşüyorlar?

Maya hücrelerinin bölünmesi sırasında görülen septin (yeşil) proteinleri

Septin, çoğu organizmada bulunan ve özellikle hücre bölünürken yapı iskeleti görevi gören bir protein. Bugüne kadar, bu protein ile gerçekleştirilen çalışmalar genellikle maya hücreleri ile sınırlı kaldığı için diğer olası görevleri hep karanlık kalmış. Bu sebeple, septin’lerin insan hücrelerindeki fonksiyonları bugüne kadar açığa çıkarılmamış.

Fransa‘daki Pasteur Enstitü‘sünden septin’lerin insan hücrelerindeki fonksiyonlarını inceleyen bir araştırma takımı, bu proteinlerin, bunca yıldır önemli gizemi de içinde barındırdığını görmüş. Çalışmaya göre, septin’lerin, patojen bakterilerin etrafını sararak hareketsiz bıraktığı, bu şekilde diğer hücreleri enfekte olmaktan koruduğu gösterilmiş.

Septin proteinleri (kırmızı), bir bakteri (mavi) etrafında kafes oluşturuyor.

Bu yeni savunma sistemi, daha önce hiç bilinmediği için çok önemli sayılıyor. Çünkü, dizanteri ve benzeri hastalıklara karşı yepyeni bir çalışma alanı yaratıyor.

Moleküler Hapishane Nasıl Oluşuyor?

Araştırmada, septin’lerin hapsetme davranışı Shigella bakterileri üzerinde incelenmiş. Shigella, insanda ve diğer primatlarda ölümcül diyareye sebep olan bir patojen bakteri türü. Hücreden hücreye atlayarak yayılan bu patojen türü, hareket etmek için etrafında aktin-polimerlerinden kuyruklar oluşturuyor. Bu kuyruklar yardımı ile, hareket edebiliyor ve yeni konak hücreleri enfekte edebiliyor.

Yapılan çalışmada görülüyor ki, insan hücreleri bu bakterilere karşı karşıya geldiğinde bir acil durum sinyali olan TNF-α üretiyor. Bu acil durum sinyali TNF-α‘nın üretilmesi durumunda septin iplikçikleri, çevredeki mikroorganizmaların etrafını sarıyor. Kapana kısılan bakterilerin kuyruk oluşumu duruyor ve hareket özelliğini kaybediyor. Daha da ilginci, hapis sonrası, Shigella hücreleri otofaji olarak bilinen hücre intiharına giriyor.

Septin’leri Artık Daha Fazla Duyacağız!

Konu olan makalede, ortaya çıkarılan bu yolun, patojenlerin yayılmasını önleyecek ilk hücresel savunma sistemi olduğu belirtiliyor. Çalışma, maya hücreleri üzerinde çalışılan septinlerin, memeli hücre fizyolojisindeki bilinenden daha dinamik bir rolü olduğunu gösteriyor.

Araştırmacılar, bundan sonra, septin’ler ve otofaji arasındaki bağlantıyı araştıracak. Ayrıca, septinlerin insanlar için ne kadar önemli olduğu daha ayrıntılı olarak incelenecek. Nitekim, bu proteinler ile ilgili önceki çalışmalarda da, septinlerin çalışmamasının ya da septinleri üreten genlerin mutasyona uğramasının, lösemi, kolon kanseri, Parkinson ve Alzheimer hastalığı gibi nörodejeneretif hastalıklara neden olabileceğini öne sürülüyor.

Shigella kaynaklı dizanteri gibi bu hastalıklara karşı, septin metabolizması önemli bir ufuk açıyor. Bu bağlamda TNF-α’nın davranışını taklit edecek ilaçlar yardımıyla, septin kafeslerinin etkinliği artırılabilir. Çalışmada rol alan Pascale Cossart‘a göre eğer bu moleküler kafeslerin sayısı artırılabilirse, enfeksiyona karşı kullanabileceğimiz yeni bir yol da açılmış olacak.

Gezegenler-arası son yolculuğunu 1988′te yapan Rusya, 163 milyon $‘lık bu proje ile uzay yarışına geri dönüyor. Esas görevi toprak örneği almak olan araçlar, kozmik radyasyonun mikroorganizmalara etkilerini de inceleyecek.

Mars'ın Büyük Uydusu Phobos

Phobos LIFE (Living Interplanetary Flight Experiment) adlı deney kapsamında taşınacak olan mikroorganizmaların seçimini, ABD menşeili The Planetary Society adlı bir grup üstlenmiş durumda. Bu kalabalık yolcu kitlesinin arasında çeşitli bakteriler, maya hücreleri hatta bazı küçük omurgasız hayvanlar da bulunuyor. Elbette, taşıma sonrasında aynı kapsül bu canlıları geri getirecek.

Bu çalışma ile, astronotlar üzerinde ciddi etki yaratan kozmik radyasyonun, çeşitli mikroorganizmalar üzerindeki etkileri incelenecek. Sonuçlar, mikro boyuttaki türlerin bir gezegenden diğerine korunmasız geçip geçemeyeceğine (diğer bir deyişle panspermia görüşüne) dair önemli ipuçları verecek.

3 Yıllık Görevi Üstlenen Phobos-Grunt Sondası

Phobos LIFE, aslında LIFE adı verilen büyük projenin küçük bir basamağını oluşturuyor.

Projenin önceki basamağı, Mayıs 2011′de fırlatılan Endevour mekiğine bağlı kapsülde gerçekleştirilmiş ve benzer organizmalar kozmik radyasyona günlerce maruz bırakılmıştı. (Bu çalışmaya ait kısa bir belgesele bu adresten ulaşabilirsiniz).

Phobos LIFE deneyinde ise, bu organizmalar 3 yıl boyunca kozmik radyasyona maruz bırakılacak. Daha önce hiç bir çalışmanı, korumasız olarak mikroorganizmaları bu kadar uzun süre uzayda tutmadığını söylemekte yarar var.

Yolcuları Tanıyalım!

Üzerinde bu kadar konuştuktan sonra, Mars yolcularından bazılarını (popüler olanları) tanımakta fayda var. Yolculardan beşini sıralayalım: Deinococcus radiodurans, Pyrococcus furiosus, Saccharomyces cerevisiae, Tardigrad ve Arabidopsis thaliana desek yeterli olur. Bilen bilir, bu organizmalar, mikrobiyoloji ve temel biyoloji çalışmalarının en popüler türleridir. Her birinin bilinmesi gereken sıradışı özellikleri var.

Deinococcus Radiodurans

Deinococcus radiodurans‘ı ele alalım. “Conan the Bacteria” (Konan Bakteri) olarak bilinen bu tür, radyasyona (ve bilimum sıcak-soğuk stresine) karşı, üstün bir direnç gösterebilir. Şöyle ki, 5 Gy (Gray) radyasyon seviyesi, insanı öldürmeye yeterken, D. radiodurans 15.000 Gy’de bile yaşam sürebilmektedir. Bu sebeple, bilinen en radyasyon-dirençli canlı olma özelliğini de taşır.

Pyrococcus furiosus, ise bir diğer sıradışı mikroorganizma türü. P. furiousus‘un özelliği hemen hemen tüm canlıları öldürebilecek 100 C gibi sıcaklıklarda, optimum olarak yaşayabilmesi. Bu türe ait sıcaklık-direnç genlerinin bitkilere aktarılması, Mars’ta oluşturulacak bitki örtüsünü, sera etkisinden koruyabilir.

Saccharomyces cerevisiae ve Arabidopsis thaliana ise iki önemli model organizma. Örneğin, A. thaliana, genomu çıkarılan ilk bitki olma özelliğini taşıyor. Bitki araştırmalarının bir numaralı çalışma konusu olması sebebiyle, hakkında oldukça fazla şey biliniyor. S. cerevisiae (ekmek mayası) da ökaryotik hücre çalışmalarında kullanılan en önemli organizma. Binlerce yıldır insanlarla içiçe olması da ayrı bir önemi.

Tardigrad

Bu türler arasında belki de en sıradışı olan ise Tardigrad‘lar. Boyları 1.5 mm‘yi bulan bu türler -1000 farklı türü var- Himalaya’lardan (+6000 m) derin denizlere (-4000 m) kadar oldukça geniş bir alanda hayatta kalabiliyorlar. Mutlak sıfıra (-273 C) yakın sıcaklıklarda ve 151 C gibi aşırı yüksek sıcaklıklarda yaşamlarını sürdürebiliyorlar.

2007‘deki FOTON-M3 deneylerinde, 10 gün boyunca Dünya yörüngesinde, uzay vakumuna maruz kalan tardigradların hala hayatta kalması da bu canlıların ne kadar dirençli olduğunu bir kez daha gösteriyor. 5.000 Gy radyasyona dayanması da cabası.

Gerçekleştirilecek çalışma ile, Dünya’daki en dayanıklı türlerin gezegenler-arası yolculuğa dayanıp dayanamayacağı incelenecek.  Transpermia olarak bilinen, gezegenlerarası canlı sıçrayışının da mümkün olup olmadığına dair önemli ipuçları elde edilecek.

Her ne kadar, Phobos-Grunt aracı Dünya’ya geri dönecek de olsa, olası bir arızada, sondanın taşıdığı türlerin Phobos üzerinde kalması da mümkün. Araştırmacılar, olası bir kontaminasyonu önlemek için korunaklı bir yapı oluştursa da, bir çok araştırmacı bu tür yolculuğun gezegen kontaminasyonlarına (steril bir gezegende yeni yaşamların başlamasına) yol açabileceğini düşünüyor.

Yakın zaman önce Patrick Swayze ve Steve Jobs‘un ölümü ile sıklıkla duymaya başladığımız pankreas kanserinin erken teşhisi hayati önem taşıyor. Bu amaçla, California Üniversitesi‘nde gerçekleştirilen çalışma, teşhis için sıradışı bir araç bulmuş durumda. Tükrüğünüzdeki bakteri profili…

James Farrell önderliğinde yürütülen çalışmada, 10 adet sağlıklı, 10 adet de pankreas kanserine sahip bireyin ağızlarındaki bakteriler incelenmiş. Her iki grupta, bakteri popülasyonları açısından önemli farkların bulunduğu kaydedilmiş.

Bu noktada, bakteri profilinin değişiminin kanser ile doğrudan ilişkili olduğu tahmin ediliyor. Buna bağlı olarak, bu değişimin bir erken uyarı sistemi olarak kullanılacağı düşünülüyor. Araştırmacılar, iç hastalıkların, etkilerini sadece lokal olarak değil; tüm vücutta gösterdiğini belirtiyor. Gerçekten de, bakteri popülasyonunun değişimi, hastalıklı vücudun geçirdiği değişimlerin dolaylı bir sonucu olabilir.

Kanserli Hastalarda, Ağız içi Bakteri Profili Neden Değişiyor?

İşin anahtar kısmı, ağızdaki epitel hücrelerinde gerçekleşiyor. Bu epitel hücreleri, “yararlı bakterilerin” kendilerine tutunabilmesi için özel reseptör proteinlere sahipler. “Yararlı” bakteriler sahip oldukları proteinler (adhesinler) sayesinde, epitel yüzeyindeki reseptörlere bağlanabiliyor ve daha “zararlı” bakterilerin yerleşmesini önlüyor, bizim için organik bir kalkan oluşturuyor.

Pankreas kanserine sahip hastalarda ise, epitel hücrelerinde bu reseptör proteinler değişime geçiyor. Bu değişim, “yararlı” bakterilerin epitel hücrelerine tutunamamasına; “zararlı” bakterilerin ağız içinde daha fazla oranda yerleşmesine sebep oluyor. Bu şekilde, ağızdaki bakteri popülasyon dengeleri değişiyor.

Araştırmada, sağlıklı insanların ağzında bolca bulunan Neisseria elongata and Streptococcus mitis gibi bakterilerin, pankreas kanseri hastalarının ağızlarında hemen hemen hiç bulunmadığını ortaya koyuyor.

Sebep mi? Sonuç mu? Uygulamanın Geleceği Parlak!

Ağızdaki bakteri popülasyonunun yön değiştirmesinin, kanseri tetikleyen/ilerleten bir etmen mi, yoksa kanserin dolaylı bir sonucu mu olduğunu henüz kimse bilmiyor.

Ancak, bu yöntemin, erken teşhis için harika bir potansiyeli olduğu kabul görmüş durumda. Hızlı olması ve hemen hemen hiç zararının olmaması, bu yöntemi oldukça popüler bir erken teşhis metodu yapabilir. Şu anda araştırma takımı bir yandan daha geniş çapta bir denek grubu ile çalışmaya hazırlarken, öte yandan benzeri bakteri değişikliklerinin Crohn Hastalığı gibi diğer hastalıklarda görülüp görülmediğini inceliyor.

Beutler ve Hoffmann, ödülü “doğal bağışıklığın tetiklenmesi üzerine yaptıkları keşifler” ile alırken; Steinman ise ”dendritik hücrelerin keşfi ve bu hücrelerin edinsel bağışıklıktaki etkileri üzerine yaptığı çalışmalar” ile Nobel ödülüne hak kazandı.

Tüm bir yıl boyunca beklenen ödüllerin ilki, Tıp ve Fizyoloji Ödülü, dün (3 Ekim) yapılan basın açıklaması ile sahiplerini buldu. (Basın açıklamasına buradan ulaşabilirsiniz.) 3 farklı araştırmacıya paylaştırılan ödülün tamamı bu sene bağışıklık sistemi ile ilgili çalışmalara verildi.

Nobel ödülü’nün bir yarısı, doğal bağışıklık ile ilgili çalışmalara (Beutler ve Hoffmann) ayrılırken; diğer yarısı da edinsel bağışıklık ile ilgili çalışmaya (Steinman) verildi.

Bruce A. Beutler

Jules A. Hoffmann

Ralph M. Steinman

Bruce A. Beutler
Scripps Araştırma Enstitüsü (ABD)

Jules. A. Hoffman
Institute for Molecular Cell Biology Eski yöneticisi (Fransa)

Ralph. M. Steinman
Rockefeller Üniversitesi (ABD) 

Nobel resmi sitesi’nde ödüllere ilişkin “Bu yılın Nobel ödülü sahipleri, bağışıklık sisteminin tetiklenmesindeki anahtar prensipleri keşfederek, bu sisteme bakış açımızda köklü değişiklikler yapmıştır.” ifadesi yer alıyor. Ödül sahibi kazanan çalışmalar baktığımızda bu tanımlamanın doğru olduğunu görüyoruz. Önce, R. M. Steinman‘ın dendritik hücreler üzerine çalışmasına göz atalım.

Nedir Bu Dendritik Hücreler?

Dendritik hücreler, (Yun. dendron=ağaç) 1973′de Rockefeller Üniversitesi’nden Ralph M. Steinman ve Zanvil A. Cohn tarafından keşfedilmiş bir hücre tipi. (Keşfe ait makaleye buradan ulaşabilirsiniz.) Bu hücreler, beyaz kan hücrelerinin oldukça önemli elemanlarından biri.

Dendritik Hücre

Steinman’ın dendritik hücre keşfi ile birlikte, bu hücreler artık, savunma sisteminin nöbetçileri olarak adlandırılıyor. İmmün cevabın başlatılmasından, onlarca farklı tipteki bağışıklık hücresi arasındaki etkileşimi yönetmeye kadar birçok görev barındırıyor. Burun ve boğaz boyunca, beyinde, atardamarlar ve kalpte yüksek oranda gözleniyor.

Dendritik hücreler, memeli bağışıklık sistemi’nde antijen sunan hücreler arasında en önemlisi olarak sayılıyor. Ana görevleri, antijen işlemek ve bu antijenleri T hücrelerine sunarak, immün cevap oluşturulmasını sağlamak olarak sayılıyor. Doğal ve edinsel bağışıklık arasında mesajcı görevi alırlar ve bu iki sistem arasında bir köprü görevi görüyorlar.

Günümüzde, yüzlerce laboratuvar, dendritik hücrelerin temel biyolojisi ve klinik uygulamaları üzerine çalışıyor. Ki bunların içinde, kansere karşı immün terapisi de bulunuyor. Steinman ve araştırma takımı, dendritik hücreleri HIV’ye ve diğer hastalıklara karşı hedeflemek için yeni yollar üzerine çalışıyordu.

Nobel Ödülü’nün Diğer Yarısı Doğal Bağışıklığa!

Doğal bağışıklık, spesifik olmayan yollarla patojenlere karşı koyan bir bağışıklık sistemi çeşidi. Patojenlere karşı, daha genelleyici bir savunma sunmakla beraber, edinsel bağışıklık kadar uzun süreli değil. Makrofajları ve fagositleri kapsayan geniş bir hücre ağı bu savunma sisteminde bulunuyor. Peki, Nobel Ödülü, bu sistemde kime verildi?

Toll-like Receptor

1996′da, Profesör Hoffman, meyve sineklerinde, Toll adlı bir genin doğal bağışıklığın temel taşlarından biri olduğunu keşfetti. Doğal bağışıklığı tetikleyen bu genin yokluğunda, meyve sineklerinin bakteriyel enfeksiyonu “tespit edemediğini” ve buna karşı savaşamadığını gördü. 1998′de ise, Profesör Beutler, Toll geninin bir benzerini farelerde keşfederek “Toll-like receptor” adını verdi. O günden bugüne kadar, insanlarda da onlarca farklı “Toll-like receptor“un varlığı gösterildi. (Toll-like Receptor ile ilgili daha ayrıntılı bir yazıya buradan ulaşabilirsiniz.)

Hoffman ve Beutler, Toll proteinleri üzerine yaptığı çalışmalar sayesinde, Nobel Ödülü‘nün yanı sıra 1.5 milyon dolarlık para ödülünü de paylaşmış oldu.

Ralph M. Steinman Hayatını Kaybetti!

Bu yıl, Nobel Ödülleri’de üzücü bir haber ile başladı. Rockefeller Üniversitesi‘nden gelen açıklamaya göre, Tıp Ödülü sahiplerinden Ralph M. Steinman, geçtiğimiz Cuma günü pankreas kanseri sebebiyle, ödülünü alamadan hayatını kaybetti. Ancak, Nobel Komitesi ödül kararı sırasında, Steinman’ın hayatını kaybettiğini bilmediğinden, Steinman, Nobel ödülü kazananlarından biri olarak açıklandı. Ancak, komite kararınca, Steinman adına verilen ödül geri alınmadı ve hayatta olmamasına rağmen, Steinman Nobel Ödülü kazananlardan biri oldu.

Geçtiğimiz yılın ödül sahibi, İngiliz jinekolog Robert G. Edwards da -acı bir tesadüfle- ödülün açıklandığı günlerde ağır durumda hastalanmıştı. 2010 yılı Nobel Ödülü ile ilgili  habere “2010 Nobel Tıp Ödülü Sahibini Buldu!” yazısından ulaşabilirsiniz.

2011 Nobel Ödülleri, önemli bir bilim insanının vefatı ile gölgelense de, biyoloji bilimindeki önemli kilometre taşlarından birini herkesin gözü önüne çıkararak, aydınlatmayı başardı. İmmünoloji, 2011 yılının Nobel Ödülü sahibi…

Danimarka’ya bağlı ve özerk bir yönetime sahip Faroe adaları, her şey yolunda giderse, çok önemli bir genetik projesine imza atacak. Her bir (gönüllü) vatandaşının genomunun dizileneceği çalışma ile kişiselleştirilmiş tıp yeni bir çağa girecek.

Baylor Universitesi (ABD) ve Oxford Üniversitesi (İngiltere) önderliğinde yürütülecek çalışma kapsamında ilk yıl içinde, rastgele seçilecek 100 bireyin genomu dizilenecek. Ardındaki sene 1.000 kişiyi kapsayacak olan çalışma, 5 sene içerisinde tüm popülasyonun dizi bilgilerini elde edecek.

Projenin 5 senelik bütçesi 47 milyon dolar olarak belirlenmiş durumda. Bu miktara göre, Faroe projesinde, kişi başı genom dizileme maliyetinin 940 dolar olarak hesaplandığını gösteriyor.

Haberle ile ilgili ayrıntılı haberlere Gene Expression blogunda ve Fox News‘in sitesinde ulaşabilirsiniz.

Memelilerin, kuşların ve kafadanbacaklıların alet kullanımına dair elimizde geniş bilgi bulunuyor. Ancak, son yıllarda gerçekleştirilen su altı gözlemleri, balıkların da benzer zeki davranışlarda bulunduğunu gösterdi. Ki bugüne kadar bu davranışlar, 3 defa fotoğraflarla görüntülenmişti. Geçtiğimiz günlerde ise, California Üniversitesi’nden Giacomo Bernardi, bu davranışlardan birinin ilk defa video görüntüsünü elde etti. Gerçekleştirilen çalışma, Coral Reefs dergisi’nin 20 Eylül sayısında yer buldu.

Görünüşe bakılırsa, bu görüntüler, bir balığın alet kullandığını gösteren ilk video verileri ve balıkların alet kullandığını gösteren dördüncü görsel kanıt. Bernardi‘nin gözlemlediği bu balık, Choerodon anchorago (orange-dotted tuskfish) türüne ait  bir birey. Videoda, kumun içinden göğüs yüzgeçleri ile istiridye çıkaran balığın, istiridyeyi ağzına aldığı görülüyor. Ödülünü, kayalık bir bölgeye taşıyan balık, bu kayalıkları bir örs gibi kullanarak ağzındaki istiridyeyi kırıyor. Gözlemler, aynı bireyin bu işlemi 20 dakika boyunca 3 defa tekrarladığını gösteriyor.

Bernardi, bu tür bir davranışın “bir çok basamak barındırdığını“; bu sebeple “ciddi miktarda geleceği düşünme yetisi gerektirdiğini” belirtiyor. Ki bir balık için, bu denli bir düşünsel yetinin oldukça önemli olduğunu vurguluyor.