DNA'sı güzele yoldaş olaydım!

Alper Uzun - 2 Haziran 2008   t?m yaz?lar?

---

"Bir iki üç dört 5 6 7 8…"

Kaldırım taşlarını sayarken soğuk havadan iyice korunmak için yakalarımı olabildiğince yukarı çekiyordum.

Kimi zaman kışın, esen rüzgârla birlikte hava eksi 30'a kadar düşer Boston'da. Güneşli bir sabah hiç aldatmamalı insanı. Bilmek lâzım, hava çok ama çok soğuktur aslında.

Hava yine aynen öyle soğuktu ve ben de dışarıda kaldırım taşlarını sayıyordum. Uğraştığım kodlardan hem kafam karışmış hem de yorulmuştu. Laboratuvarda uzun süre çalışmama kısa süreli bir ara vermekti amacım. Soğuk olmasına rağmen yürüyüş yapmak istemiş ve 15 dakikalığına bile olsa rahatlasın kafam demiştim.

Kaldırım taşlarını saymamın sebebine gelince… Takıntılı bir insan olmamdan kaynaklanmıyordu bu durum elbette. Düşüncelere dalmıştım. Hani ne zaman düşüncelere dalsam kafam öne eğik yürürüm ya, işte o arada kaldırım taşları gözüme takılınca saymaya başlamıştım.

Sonra bu birbirinin tıpkı aynısı olan blok gibi dizilmiş taşları sayarken, bilgisayarlar ile fazla uğraştığımdan olacak bambaşka bir yere zıpladı beynim.

Bilgisayar ve Biyoloji

Bir zamanlar bana bilgisayarlar ile moleküler biyolojinin bu kadar yan yana duracağını ve hatta moleküler biyoloji/genetik alanının bilgisayarsız yapamayacağını söyleseler şaşırırdım.

Şaşırıyor olmaktan da öte, hadi itiraf edeyim, pek inanmazdım.

Bilgisayarın çalışma prensibinde nasıl ki "101010011…" gibi ikili bir kodlama sistemi yatıyorsa, aynı şekilde biz canlı sistemlerin derinliklerinde de "agatcgatgatcgat…" gibi bir benzer sistem yatıyor diye düşünmeye başladım.

Saydığım taşlar ile pek ilgisi yoktu ama sıra sıra dizilmeleri ve benim de onları saymaya başlamış olmam bu düşünce yolculuğuna çıkmama sebep oldu. Aslında "agatcgatgatcgat…" diye bahsettiğim dizi, lise biyoloji bilgisinden öteye gitmeyen ve çok bildik bir bilgi gibi görünse de, biraz kurcalayınca ortaya çıkan görüntü açıkçası son derece sarhoş edici.

Yoksa göz kamaştırıcı mı demeliydim? Göz kamaştırıcılığı, çok sade gibi görünüp hiç de öyle olmamasında. Ya da oluşan karmaşık düzenin aslında çok temel ilkelerle şekillenmiş olmasında. Vücudumuzun kanlı canlı görüntüsüne sayısal diyebileceğimiz bir sistemin şekil vermesi hem düşündürücü hem de ürkütücü.

A, G, C, T, bu dört adet molekülün (nükleotidin) farklı kombinasyonlarla sıralanması ile oluşmuş hayat kitabı olan genomu oluşturuyor.

Sayısal özellikte olmasını iki noktaya daha borçlu. Biri proteinleri kodlayan genler, diğeri ise gen kontrol ağları, ki bunlar da genlerin davranışlarının belirlenmesine yol açıyor.

O nedenle, yazının bundan sonraki kısmında genomdan bahsettikçe insan genomunu kastediyor olacağım.

Sistemler biyolojisi

İnsan genom projesinin bitirilmesi ile son yıllarda müthiş bir bilgi birikimi oldu. Her gün biyoloji veri bankalarına yeni genler, proteinler bildiriliyor. Bu sayısallığın başka bir yansıması ise artık bilim adamlarının genlerle tek tek ilgilenmemeleri. Sistemler biyolojisi adı altında, birbiriyle nasıl bir ilişkide olduklarına bakılıyor genlerin. Hastalıkların mekanizması da yine aynı şekilde incelenmeye başlandı son yıllarda.

İlaçlar artık sayısal kodlarımıza göre yapılmaya başlanacak. Belli bir hastalığın başrol oyuncusu olan bir geni devirmek, hastalığın çözümünde büyük rol oynayacak. Ama aynı ilâç o hastalığı taşıyan herkese şifa vermeyecek (tıpkı bugün bir takım ilâçların herkeste aynı etkiyi gösterememesi gibi). Sayısal kodumuzda bir nükleotidin farklılığı ilâçlara olan tepkimizi dahi değiştiriyor. Özellikle kanser tedavisinde bambaşka bir yol açacak bu kişiye özel ilâç tasarımları.

Hayata dair çok yeni bir örnek vereyim. Warfarin, pıhtılaşmayı önleyici bir ilâçtır. Ağız yoluyla alındığı gibi vücuda enjekte de edilebilir. Fakat uygulanacak dozaj son derece önemli, hatta kritik desek daha iyi belki de. Sadece ABD'de bu nedenle acil servislere yılda 40.000 (kırk bin) kişi geliyor. Duruma göre ölümle sonuçlanan vakalar da var. Dozaj ayarının kişiye özel olması burada kilit nokta.

Bu düzenin temeline inince, yine o sayısal kodumuz işin içinde. Genelde hastaya verilecek olan günlük doz 1-10 mg arasında. 2007'nin son aylarında FDA (ABD'de ilâçların ve yiyeceklerin insan sağlığına uygun olduğunu denetleyen ve kullanım onayı veren kurul) Warfarin için hasta dozajının ayarlanmasında genetik test zorunluluğu getirdi.

Warfarin'in aktivitesi P450 2C9 ve VKORC1 isimli genlerden etkileniyor. P450 2C9 geninin dizisindeki bir değişiklik ilâcın metabolizmaya katılmasını yavaşlatıyor -ki kanamalar için bir risk oluşturuyor. Bu gen dizisindeki değişiklik her bireye göre farklılık gösterebilir (işte burada bireysellik işin içine giriyor). VKORC1 geninde de değişiklikler yine ilâcın işleyişinde etkili.

Konu açılmışken yazayım, ilginç bir bilgidir. Warfarin, 1948 yılında fare zehiri olarak yapıldı. Sonra 1955'lere doğru pıhtılaşmayı önleyen ve hayat kurtaran bir ilâç olarak ün yaptı.

Nükleotidten yazılmış bir hayat kitabı

Alandaki başka bir ilginç uygulamadan bahsetmek isterim. Hani lise fizik dersinde elektrik devreleri vardı. Birbirlerine bir şekilde bağlı olan bu devrelerin açık kapalı olma durumları sistemin ne yönde çalışacağını etkiliyordu. Aynen bunu genlere uyguladılar. Bir gen açık yani çalışır durumda iken başka hangi genlere etki ediyordu acaba? Ve diğerleri de yine kimler üzerinde etkiliydi?

Böyle böyle sorarken aynen bir elektrik devresi gibi şemalar ortaya çıktı. Genlerin birbirleri ile olan bağlantılarında elektrik devrelerinin şeması kullanılmaya başlandı. Buna göre de o öncesinde söz ettiğim gen kontrol ağlarının yapıları çizilmeye başlandı. Bir tık mesafesine indirilerek.

Bu sayısal kodlarımızda yakalanacağımız muhtemel hastalıklardan tutun da saç ve göz rengimize kadar her şeyin ama her şeyin kayıtlı olması ise daha da orijinal kılıyor durumu. Yaklaşık 3 milyar nükleotidten yazılmış bir hayat kitabı duruyor içimizde ve nasıl okunacağını anlamaya yeni yeni başladık.

Akıl almadık detaylar var. Gördükçe, anladıkça heyecanımız her geçen gün artıyor. Bu hayat kitabındaki dizilerin anlamlarını tamamıyla deşifre edebilmek uzun zaman alacak ama 2020-2050 yılları arası pek çok kanser tipinin mekanizmasının çözüleceği ve tedavi yollarının mümkün olacağı anlaşılıyor. Açıkçası ben bu sürenin daha da kısalacağına inanıyorum.

Genetik CV

Hatta bu sayısal kodlarımız insanın doğasında olan oyun bozanlıktan dolayı pek çok başka işlerde de kullanılacak. Çok uzun olmayan bir zamanda genomlarımız bir CD'ye kaydedilecek. Daha da ötesi ne tip hastalıklara yatkınlığınızın olduğu ve risk düzeyiniz de bilineceğinden bir işe girerken sizden daha sağlam insanları seçmek isteyecekler. Ya da hayat/sağlık sigortanızın primleri daha yüksek olacak.

Bu anlattıklarıma bilim kurgu gözüyle bakmayın, hatta küçümsemeyin bile. Kız istemeye gittiğinizde "çıkar bakalım evlâdım CD'ni, hangi kalıtsal hastalıklar varmış sende?" diye bile sorabilirler. Çocuklarında bir takım hastalıkların görülme riski çok yüksek olan insanlar acaba korsan CD'lerini mi çıkarıp göstereceklerdir müstakbel kayınpederlerine? Ta ki doğacak ilk çocukta yalancılıkların fark edilmesine kadar istediklerine ulaşmak adına bu sahteciliğe katlanacaklar mıdır?

Çocuklarımıza sayısal kodlarımızın en güzel örneklerini ve sadece istediklerimizi aktararak ısmarlama bebeklere mi sahip olacağız acaba?

Bu yukarıda saydığım tuhaf görünebilecek fikirlerin gerçek olmasına hiç de o kadar uzak olmadığımıza dair iki örnek vermek isterim.

Fareler ve İnsanlara dair

Laboratuvar deneylerimizde genetik özellikleri modifiye edilmiş bir takım fareler kullanırız. Meselâ kalp hastalıklarına sahip ya da belli bir kanser türü geliştirilmiş fareler. Bunların üzerinde yapılan deneyler direkt olarak o hastalığa çözüm bulunmasına yöneliktir. Dolayısıyla hastalık sahibi farelerle çalışmak için kataloglardan bakıp seçersiniz. Resimleri, ırkları ve sahip oldukları hastalıklar bir de farenin kodlaştırılmış bir ismi vardır. Bunların insanlarda da olmayacağını kim iddia edebilir? Süper dayanıklı bir ordu meydana getirmek, belki de akla ilk gelen fikirlerden biri.

Diğer örnek ise bilgisayarların inanılmaz gücü ve yardımı. Düşünün, küçük bir molekül tasarım etmişsiniz ve bu molekülün benzerinden bir milyon adet var. Ve biliyorsunuz ki bunun bir versiyonu uğraştığınız hastalıktaki etken proteini inaktif ederek hastalığın ilerlemesini durduracak. Sanal ortamda tasarım edilen bu molekül, yine aynı ortamda test edilir, acaba bir milyon versiyonundan hangisi etkilidir diye? Çıkan sonuçlara göre ilk on aday laboratuvara, gerçek ortamda denenmek üzere gönderilir. Dolayısı ile belki de bir bilim adamının ömrünün yetmeyeceği testlerin ilk aşaması bilgisayar desteğinde iki üç haftada gerçekleştirilip müthiş bir zaman ve para tasarrufu yapılır.

İnsanın yapısında iyi ve kötünün gerçekliği elbette bilimde de bir şekilde kendini gösteriyor. Ama zıtlıklar da hayatın en büyük diğer bir gerçeği. İyiye kullananlar olduğu gibi kötüye kullananlar da olacaktır gelişmeleri. Ama yine de ben bu konuda iyimserim. İyiliğin gücünü ve etkisini çok daha fazla göreceğiz, özellikle de kansere yönelik tedavilerde. Kısacası, gelecek yıllar çok daha ilginç ama insanlığa yararlı gelişmelere gebe zannediyorum.

* * *

1. Nükleotid: DNA ve RNA nın temel yapı taşlarıdır.
A: Adenin, G: Guanin, C: Cytosine (sitozin). T: Timin

2. Genom: Bir organizmanın kalıtımsal malzemesi.