Işık saçan moleküler etiketler
Hastalıkları tedavi etmek için önce hücrede neyin bozulduğunu anlamak gerekiyor. Hücrelerin içinde yaşanan moleküler olayları takip etmek için kullanılan en yaygın teknik, ışık saçan denizanaları sayesinde geliştirildi!
Sana mı inanayım, gözümle gördüğüme mi inanayım?’ diyen kimse çok doğru söylemiş. Bilimsel araştırmalarda da aynı mantık geçerli. Bugün mikroskoplar yardımıyla hücrelerin içinde moleküler düzeyde neler olduğunu çok detaylı bir şekilde inceleyebiliyoruz. Işık saçan moleküler etiketlerle istediğimiz geni işaretleyip hücrede ne yaptığını takip edebiliyoruz. Örneğin, kanser hücrelerini floresanlı ışık vermelerini sağlayacak şekilde etiketleyip hayvan modellerine aktarıp, tümör gelişimini ve diğer dokulara sıçrayışını (metastaz) izleyebiliyoruz. Tedavileri bu hayvanlar üzerinde test edip ne kadar etkili olduklarını anlayabiliyoruz.
Moleküler etiket kullanan çalışmalar arasında benim kişisel favorim ‘Brainbow’ (Türkçe’si beyin-gökkuşağı): Bir hayvanın beynindeki yüzlerce sinir hücresini her biri rastgele renklerde parlayacak şekilde etiketleyip aralarındaki ağ bağlantılarını inceleyebiliyoruz ve resimlerde görebileceğiniz gibi, ortaya muhteşem bir manzara çıkıyor.
Bugün bütün bunları yapabiliyor olmamızda ise ışık saçan denizanalarının katkısı yadsınamaz. 1962’de Japon bilim adamı Osamu Shimomura, Aequorea Victoria adı verilen bir denizanası üzerinde çalışıyordu. Bu denizanaları, tehdit karşısında parlak yeşil bir ışık saçıyorlardı ve Shimomura ‘biyo-luminesans’ adı verilen bu ışıldamanın moleküler mekanizmalarını anlamak istiyordu. “Neden?” diye soracak olursanız, kendi deyişiyle: “Araştırmalarımı uygulama alanları veya tıbbi faydaları için yapmıyorum, sadece denizanalarının nasıl biyolojik ışıldama yaptığını anlamak istiyorum.” Yani meraktan. Denizanasının ışıldamasını sağlayan geni izole etmek oldukça zor oluyor: Her yaz Washington’daki Friday Limanı’ndan yaklaşık 50 bin denizanası ve 19 yıl süresince toplam 850 bin denizanası toplamışlar! Uzun lafın kısası, 1962-79 arası çalışmalar sonucunda bu genin mavi ışığı emip yeşil floresan ışık saçtığını keşfediyorlar. Ve parıldamak için mavi ışık dışında hiçbir şeye ihtiyacı yok, tamamen proteinin kimyasal özelliğiyle ilgili. Bu proteine “Yeşil Floresan Protein” (Green Fluorescent Protein, kısaltması GFP) adı veriliyor.
BAŞINA NE GELİRSE MERAKTAN
1988’de Columbia Üniversitesi’nde araştırmalarını yapan Martin Chalfie GFP’den haberdar oluyor. GFP ile değişik hücre tiplerini veya genleri etiketleyerek, sonra da mavi ışıkla uyararak canlı organizmalarda kullanılabilecek bir takip metodu geliştirmek istiyor. 1994’te Chalfie ve ekibi önce bakterilerde, sonra solucanlarda GFP’yi başarıyla görebiliyorlar. 1994-98 yılları arasında Roger Tsien ve ekibi GFP’nin kimyasal yapısıyla oynayarak farklı renklerde ışıldayan proteinler üretmeyi başarıyor (mesela yeşil yerine kırmızı). Bu sayede, farklı renklerle etiketleyerek aynı anda farklı birkaç hücreye veya proteine bakabiliyoruz. Bu da Brainbow resimlerini mümkün kılıyor. Shimomura, Chalfie ve Tsien bilime katkıları nedeniyle 2008 Nobel Kimya Ödülü’nü kazanıyor.
Günümüzde, Shimomura’nın grubunun denizanalarını topladığı Friday Limanı’nda GFP’nin moleküler yapısının heykeli bulunuyor. Benim için bu hikâyenin ana fikri, bir kişinin merakının bütün bilim dünyasını etkileyebildiği! “Kedinin başına ne gelirse meraktan” deriz, belki de kedinin başına bazen güzel şeyler geliyordur.
