Katalog

‘Biyoloji kitaplarımıza yeni bir cilt daha eklendi!’ Dr. Betül Kacar Arslan, NASA’dan bilim insanlarının Kaliforniya’daki Mono Gölü’nde keşfettikleri yeni bakteri türü üzerine sorularımızı yanıtladı.. Dr. Arslan, Georgia Teknoloji Enstitüsü NAI Ribozom ve Evrim Merkezi’nde, soyoluş analizi yöntemi ile antik genleri canlandırma ve deneysel evrim üzerine doktora sonrası araştırmalarını sürdürüyor.. Bu çalışma canlı yaşamı hakkında bildiklerimizi kökünden değiştirecek kadar önemli bir buluş mu? Hayata dair bildiğimiz herşeyi toptan değiştiren bir buluştan çok, büyük anlamlar taşıyan bir buluştan söz ediyoruz. Dünyamızda bildiğimiz hiçbir canlının kullanamadığı bir element ile mutlu mesut bir hayat süren, bilmediğimiz bir ortamda yaşayabilen bir organizma bulundu. Yani uzaylı olarak tanımladığımız, aradığımız yabancılar meğer yanı başımızdaymış! Bu keşif biyolojinin temel taşlarını yerinden oynatacak deniyor? Bunun nedeni 6 temel yapıtaşının değişemez olduğu inancının yıkılması mı? Arsenik metabolize ederek yaşamını sürdürdüğü belirtilen bu bakteri, dünyadaki yaşamın temel altı elementi olarak kabul ettiğimiz karbon, oksijen, hidrojen, azot, kükürt (sülfür) ve fosforun yanında yerini alıyor artık. Wired dergisi çok beğendiğim bir tanım kullandı, “Bu keşif öncesine kadar bilim insanları hayatın mutfağında sadece margarin kullanıldığını düşünüyorlardı, ama artık biliyoruz ki sıvı yağ da kullanılabilir”. Hayatı tanımladığımız elementler dışında bir alternatifin olacağını daha önceden tahmin etsek de, birileri bu teoriyi ilk defa bilimsel veriler ile kanıtlanmış oldu. Keşiflerin büyüklüğünü ve önemini etki alanları belirler. Arsenik temelli kimyasal döngülerin hem uzay, hem temel evrimsel biyoloji hem de sağlık alanına etkileri olabilir. Bu buluş uzay araştırmalarını nasıl etkileyecek? Dünya dışında hayatı ararken, artık tahminler yürütmek yerine daha sağlam verilere dayanabileceğiz. Elbetteki hayat bizim bildiğimiz, tanımladığımızın çok daha ötesinde olabilir zaten uzayda alternatif yaşam formlarını ararken de karşılaştığımız zorluklardan biri de bu idi. Mesela, güneş sistemi keşiflerinde kullanılan Viking, Felisa WolfeSimon Mono Gölü’nde araştırma yapıyor Mars’ta var olabilecek hayatı ararken büyük zorluklar yaşamıştı. Zira klasik genetik bilgileri cepte sayarak ve bunları evrensel kabul ederek hayatın ne olduğundan ziyade, hayatın neler yapabileceğine odaklanmaya başlamıştık. Fakat WolfeSimon’ın buluşu, bize hayatın ne olduğu konusundaki bilgilerimizi yeniden gözden geçirmemizi ve dünya dışında yaşamı ararken daha büyük düşünmemiz gerektiğini gösteriyor. Örneğin, Marsta uzaylı DNA’sı aramak yerine, çevredeki moleküllerin bir araya gelerek oluşturdukları alternatif yapılara ve bu yapıların gerçekleştirebileceği muhtemel reaksiyonlara odaklanmanın önemini öğrendik. Bu yüzden uzay araştırmalarını etkileyecek bir buluş yaptı WolfeSimon ve ekibi. Bu buluş sadece evrim ve uzay konusunu mu etkileyecek? Başka dallara da (mesela sağlık) etkisi var mı? Bakterinin bulunmasından sonraki önemli adım bu bakterilerin biyokimyasal ve biyofiziksel özelliklerini anlamak. Örneğin, bu bakteri bize alternatif biyolojik yıkım metabolizmaları gösterebilir, yani hücre içinde bizim bilmediğimiz metabolik döngüler olabilir. Kanser gibi çok çeşitli ve gizemli nedenleri olan hastalıklarda örneğin, hücre içindeki gizemler çok büyük sorun. Hücrenin dilinden henüz anlamıyoruz, eğer daha önce keşfetmediğimiz bir şeyi bu bakteri bize öğretirse alternatif metabolizmalarla ilerleyen ilaçlar sentezlenebilir. Şimdi, biyolojik hayatı tanımlarken evrimsel süreci bu tanımın dışında tutmak elbette mümkün değil. Referans olarak meraklılarına NASA Astrobiyoloji Enstitüsü’sünün 2006 yılında yayınladığı yol haritası raporunu öneririm. Bu rapor herkesin ulaşımına açık ve NASA Astrobiyoloji Enstitüsü’nün amacının tam olarak ne olduğu da burada görülebilir. Şimdi evrime dönelim. Kısaca hatırlayalım, evrim değişim demektir. Evrim, bizim şu an bildiğimiz kadarı ile Darwin’in teorisi üzerinden ilerliyor, bu da değişen koşullara en iyi uyum sağlayanın hayatta kalmayı başarması üzerine kurulu (survival of the fittest). Şimdi galaksimizdeki her element temel düzeyde aynı ise, galaksimizi oluşturan ögelerin (ve muhtemel canlıların) da aşağı yukarı aynı olmasını bekler miyiz? Yoksa farklı bir evrimleşme mümkün mü? Bir başka deyişle, tohum aynı fakat ekilen topraklar farklı, peki her ekim toprağın türünden bağımsız olarak aynı ürünü Dr. Betül Kacar Aslan mü veriyor? Demek ki, evrim çevre şartlarına karşı uyum sağlamak ise, temel oluşum maddeleriniz ne olursa olsun, evrimsel kaderi çevre şartları belirler. Peki bildiğimiz kadarı ile, dünyamızın çevre şartlarına yakın kaç gezegen var? Mars bunlardan biri idi. İşte can alıcı nokta burası, çevre şartları ve elemenler olarak dünyamıza benzeyen bir gezegende hayat bizimki ile aynı mı yoksa çok daha farklı mı? Örneğin, biz Mars’ın milyonlarca yıl önceki hali miyiz? İşte şimdi, dünyamızda bize farklı gelen bir hayat bulmuş oluyoruz. Dolayısı ile diğer potansiyel gezegenlere de bakış açımız değişmiş oluyor. Arsenik neden bu kadar önemli? Arsenik suda kararlı, aynı şekilde düşük sıcaklıklarda da kararlı, böyle ortamlar bazı diğer gezegenlerde mevcut. Biz de böyle alternatif (ve bize tuhaf gelen) ortamda kararlı olabilen bir element üzerinden bir hayatın mümkün olduğunu öğrenmiş olduk. Bu çalışma ile ilgili eleştiriler var mı? Elbette. Emin olun ki bilimsel buluşlara en şüpheci yaklaşan önce gene bilim insanları. Zaten bilim şüphecilik üzerine kurulu olduğu için sürekli ilerliyor. Bu çalışmaya gelen eleştiriler şöyle: Peki ya bu bakteri arseniğe uyumu, Mono Gölünde sadece son 50 yılda geliştirdiyse? Bakteri 50 senede böyle bir özellik geliştirebilir mi? Bunu bilmiyoruz. Eğer bu soruya cevap a) “Bakteri geçtiğimiz elli sene içinde arseniğe adaptasyonu sonucu metabolizmasına arseniği eklemiştir” ise, bu evrimsel biyolojiyi etkileyecek önemi bir buluş, zira bakterilerin bu kadar kısa süre içinde (4.5 milyar yıllık mikro organizma tarihinde 50 senenin büyüklüğünü bir düşünün!) böylesine önemli bir adaptasyon sağlaması çok çılgınca bir buluş. Diğer alternatif ise b) “bulunan bakteriler hayatın temellerinden beri arsenik ile beslenmiş başka bir bakterinin soyundan geliyor” ise, o zaman evrimsel moleküler atamız hangi koşullarda yaşıyordu, bunu araştırmak gerekir. Bu da hâlâ gizemini koruyan “hayatın temelleri” (origins of life) dalını etkileyecek bir buluş, “ilkel çorba” olarak tanımlanan antik çorbada arseniğin de bir kaşık katkısı vardır ve ortak en eski ata olarak tanımladığımız LUCA aslında yalnız değildir belki de? Bununla beraber, arsenik tam olarak hangi metabolizmalarda rol alıyor? Fosfor ile yer değiştirip DNA’ya iskelet yapısı oluşturabiliyor mu? Arsenikte bazlı lipid membranlar mevcut mu? Bu ve bunun gibi bir çok soru var daha cevaplanması gereken; yani Felisa WolfeSimon’a önümüzdeki 1520 senede daha çok iş düşüyor! Canlı yaşamı hakkındaki bildiklerimiz kökünden değişti demek, oldukça iddialı ve aceleci bir açıklama olur. Fakat canlılar hakkında bilmediğimiz bambaşka şeyler öğretmesi açısından çok değerli bir bilgi. Biyoloji kitaplarımıza yeni bir cilt daha eklendi diyebiliriz. CBT 1238/ 7 10 Aralık 2010