İçimizdeki Dünya: Mikrobiom

Bilim ve Teknik Dergisinin Eylül sayısı için çok ilginç bir konuda, “insan mikrobiomu” konusunda yazdim. Washington Üniversitesi Genom Merkezinin müdürü George Weinstock geçtiğimiz ilkbaharda fakültemizi ziyaret etmiş ve bu arada araştırmaları ile ilgi bir seminer vermişti. Konuşmasına söyle bir ifade ile başlamıştı “insan vücudu hücre sayısı açısından %90 mikroorganizmadan, ki çoğunluğu bakterilerden oluşur- ve geri kalan %10’u da insan hücrelerinden oluşur”. Bunun bir anlamı da sayı olarak kendi vudumuzda azınlıkta olduğumuz. Eğer vücudumuzda demokratik bir yönetim olsaydı bizim değil bakterilerin dediği olacaktı. Bereket mikroorganizma hücreleri insan hücresinin yüzde biri büyüklüğünde ve o yüzden simbiyotik olarak yaşadığımız bu mikroorganizmalar vücut ağırlığımızın sadece %1 veya 2 sini oluşturuyorlar. American Ulusal Sağlık Enstitüsü NIH, bu mikroorganizmaların ne oldukları ve neler yaptıklarının araştırılması için 2007 yılında “İnsan Mikrobiom Projesi” başlattı. Bu proje sayesinde her geçen gün yaşamı ortaklaşa sürdürdüğümüz içimizdeki bu dünyayı keşfediyoruz. Şimdiden öğrendiklerimiz geleceğin tıbbını değiştirecek nitelikte.

Yazımda her türlü modern tedavi metodu uygulanmasına rağmen aylarca ishalden bir türlü kurtulamayan, 27 kg ağırlık kaybedip bebekler gibi bez kullanmak zorunda kalan ve hatta tekerlekli sandalyeye bağımlı kalan bir kadının bu probleminin kocasının dışkısı ile -evet yanlış okumadınız kocasının kakası ile- tedavi edildiğini yazıyorum. Bu olağanüstü sonuç içimizdeki dünyanın sağlığımız açısından ne kadar önemli olduğunu gösteriyor. Yazımı büyük bir merak ve şaşkınlıkla okuyacağınızı tahmin ediyorum.

Her zaman olduğu gibi fikir ve düşüncelerinizi paylaşmanızı bekliyorum. Bu bloğu yaşam bilimlerindeki son bilimsel gelişmeleri sizinle paylaşmak için başlattım. Bunu yaparken bir arzum da hem sizlerle iletişim kurmak hem de fikir alışverişinde bulunmak için bir forum oluşturmaktı. Fikir ve düşüncelerini paylaşan arkadaşlara teşekkür ederim.

Beyin, Hafıza ve Hafızanın Genleri

Sınavdan bir gün önce sabahlayarak öğrendiğiniz bilgileri kısa sürede unuttuğunuzu fark ettiniz mi? Çalışma metodunuzun öğrendiklerinizin kalıcılığını belirlediğini biliyor muydunuz? Nörobilimlerde elde edilen ilerlemelerle hafızanın nasıl oluştuğunu öğrenmeye, hatta hafızanın oluşmasında rol alan genleri belirlemeye başladık. Bu gelişmeler şüphesiz hafızayı etkileyen Alzheimer gibi hastalıkların tedavisi için atılan çok önemli adımlar. Yine bu ilerlemeler sayesinde “hafıza hapları” geliştirmek üzere kurulan biyoteknoloji şirketleri, bu hapların yakın bir gelecekte günlük yaşamın bir parçası olacağını haber veriyorlar.

TÜBİTAK Bilim ve Teknik Dergisinin Ağustos 2010 sayısı için hafiza hakkında yazdım. Beğeniyle okuyacağınızı tahmin ediyorum. Makalede araştırmalarını hafıza ve öğrenme konusunda yoğunlaştıran Wisconsin Üniversitesi’nden Anthony Greene'in hafızayı güçlendirmek ve öğrenilenlerin kalıcılığını sağlamak için verdigi önerileri de bulacaksınız.

Muzik ve Beyin

En ilkel kabilelerden en gelişmiş ülkelere kadar her toplumda müzik insan yaşamının vazgeçilmez unsurlarından biridir. Müzik bazan bizi neşelendirir, zaman zaman dans ettirir, bazan hüzne boğar, bazan da yıllar öncesine götürür. Son yıllarda nörobilimlerde elde edilen gelişmelerle artık müziğin beynimizi nasıl etkilediğini öğrenmeye başladık. Bu çalışmalar sonucu müziği evrensel kılan sırlara perde aralarken müziğin olağanüstü gücü ile beynimizin fiziksel yapısını değiştirebileceğimizi ve müzik eğitimi ile başarımızı artırabileceğimizi de öğrendik.

TÜBİTAK Bilim ve Teknik Dergisinin Temmuz 2010 sayısında müzik ve beyin konusunu irdeledim.

Şişmanlığın Genleri

Son yıllarda ülkemizi de etkilemeye başlayan obezlik, modern dünyanın en yaygın sağlık sorunlarından biri haline geldi. Uzun bir süre obezliğin irade yetersizliği ve çok yiyip yeterince egzersiz yapmamaktan kaynaklandığına inanıldı ve nedenin biyolojik olmaktan çok psikolojik olduğu ileri sürüldü. Hâlâ yaygın olan kanı da bu. Ancak elde edilen bilimsel veriler bu görüşün gerçeği tam yansıtmadığını, şişmanlığın yaşam tarzı yanında genlerin kontrolü altında olduğunu gösteriyor.

TÜBİTAK Bilim ve Teknik Dergisinin Mayıs 2010 sayısında şişmanlık hakkında yazdım. Makalede Arizona eyaletine bağlı Phoenix şehrinin güney sınırları boyunca uzanan ve ABD’den çok gelişmekte olan bir ülkeyi andıran bölgede yaşamakta olan Pimaların modern yaşamın yiyeceklerini tüketmeye başladıklarında kısa sürede aşırı derecede şişmanlayıp obezleştiklerini anlatiyorum. Gila Nehri Yerlilerinden olan Pimalar pek çoğumuzun yaşayamayacağı bu çöllerde yetişebilen sınırlı sayıdaki bitkilerle beslenerek binlerce yıldır hayatta kalabilmişler. Dolayısıyla Pimaların vücutları yiyeceğin genellikle kıt olduğu bu şartlara uyum sağlamış durumda. Fakat kalorisi yüksek yiyeceklerle devamlı olarak beslenmeye başlayınca kısa sürede dünyanın en obez toplumu haline gelmişler.

Amerikan Pima Rezervasyonu’ndan yüzlerce kilometre ötede bügünkü Kuzey Meksika’nın Sierra Madre dağlarında bir grup Pima yerlisi daha yaşıyor. Genetik, arkeolojik ve dilsel çalışmalar, çiftçilikle geçinen Meksika Pimalarının, genetik kuzenleri olan Amerikan pimalarından yaklaşık iki bin yıl önce ayrılmış olduklarını gösteriyor. Meksikalı Pimalar hâlâ toprağı tek bir atın çektiği tek bıçaklı bir pullukla işliyor, çamaşırlarını dere kenarında taşlara vurarak yıkıyorlar. Çocuklar birkaç kilometre uzaktaki okullarına yürüyerek veya koşarak gidip geliyorlar. Diğer bir deyişle günlük yaşamları fiziksel aktivite ile dolu olarak geçiyor. Meksikalı Pimalar haftada 22 saat ağır fiziksel işler yaparlarken Amerikalı kuzenleri haftanın sadece iki şaatını ağır işlere harcıyorlar. Bu iki Pima grubunun karşılaştırması beslenmenin ve fiziksel aktivitenin ağırlığın belli sınırlarda tutulması açısından son derece önemli olduğunu gösteriyor. Meksikalı Pimaların dahi Pima olmayan diğer Meksikalılardan daha ağır olması ağırlığın genlerin kontrolü altında olduğunu da ispatlıyor.

Gen Tedavisi ile Kör Gözler Görmeye Başladı

Bölümümüzde yapılan araştırmaların sunulduğu ve yılda bir gerçekleştirdiğimiz araştırma günlerinden biriydi dün . Her yıl olduğu gibi bu yıl da araştırmaları ile dünya bilimine katkı yapmış bilim adamlarından birini özel konuşmacı olarak davet etmiştik. Bölümümüzün araştırma kurulu üyesi olarak araştırma gününün organizasyonunda ve yürütülmesinde görevliydim. Görevlerimden biri de konuşmacıları tanıtmak ve sunumların ayrılan zaman içerisinde tamamlanmasını sağlamaktı. Diğer yıllarda olduğu gibi bu yıl da verilen zaman içerisinde sunumunu tamamlayan pek olmadı ve konuşmacılara zamanı hatırlatmam gerekti. Bilim insanları kendi araştırmalarını anlatırken adeta her şeyi unuturlar. Elde ettikleri verileri heyecanla anlatırlar ve bu diğer araştırmacılar için esin kaynağıdır.

Bu yıl özel davetlimiz gen tedavisinde elde edilen ilk başarılardan birine imzasını atmış olan Pennsylvania üniversitesinden Katherine High’dı. Minyon tipli, yumuşak sesli, ama otoriter tavırları dikkati çeken High hem hemofili hem de çocuklukta başlayan ve giderek kötüleşerek ileri yaşlarda körlüğe neden olan iki hastalık üzerindeki gen tedavi çalışmalarını anlattı. Konferansı bir hafta öncesinden, fakültenin değişik noktalarına yerleştirilmiş ve o gün gerçekleşen seminerleri gösteren LCD ekranlarından ilan etmiştik. Salon tıklım tıklımdı. Dinleyiciler merdivenler de dahil solondaki her boşluğu doldurdular. Hatta bir kısmı salonun ön tarafında, halı döşeli zeminde oturmak durumunda kaldılar. Katılım, organize komitesi olarak bizleri mutlu etti.

Özellikle 1999 yılında 18 yaşındaki Jesse Gelsinger’in gen tedavisi denemesinde yaşamını kaybetmesinin ardından gen tedavi alanı uzun bir süre durgunluk yaşadı. Son yıllarda elde edilen başarılar gen tedavi çalışmalarının yeniden canlanmasını sağladı. İlk olarak kör olan köpeklerde denendiğinde onların görmesini sağlayan gen tedavi metodu daha sonra kör olan birkaç çocuğun da görmesini sağlayınca gen tedavisinin gerçekten çalıştığı ve geleceğin tıbbının bir parçası olacağı yeniden kanıtlamış oldu. TÜBİTAK Bilim ve Teknik Dergisi için Katherine High’in çalışmalarını da içeren ve son yıllarda sayıları giderek artan gen tedavisi başarı hikayelerini anlatan bir makale yazmayı ve bu gelişmeleri siz okuyucularıma ulaştırmayı planlıyorum.

Gen tedavisi konusundaki düşüncelerinizi ve yorumlarınızı “yorum” kısmında paylaşırsanız sevinirim.

Parmak Uçlarınızdaki Bakteriler Parmak İziniz Gibi Sizi Belirliyor

Uzun bir süredir derimizde çok sayıda farklı bakterinin yaşadığını biliyorduk ama bu bakterilerin kişiye özel bir bileşim sergiledikleri Colorado Üniversitesinden bir grup bilim insanının yaptığı çalışma ile şu yüzüne çıktı.
İnsan cildinde 10’larca çeşit bakteri bulunuyor ve bu bakteriler değişik bakteri türlerinden oluşan topluluklar halinde yaşıyorlar. Bu bakteriler insanlara hiçbir zarar vermeden yaşamlarına devam edip gidiyorlar. Yapılan son çalışmalar bu bakteri topluluklarının kompozisyonunun kişiye göre değiştiğini gösterdi. Noah Fierer önderliğinde Colorado üniversitesinde yapılan bir çalışmada bilgisayar mausları üzerinden numune alınarak DNA izole edildi ve DNA analizinden hangi bakterilerin bulunduğu belirlendi. Çalışma her bir insanın parmaklarında farklı bir bakteri topluluğunun yaşadığını gösterdi.
Şimdiye kadar suçluların belirlenmesinde hep insan DNA’sı kullanılıyordu. Bu sonuçlar bakterilerin de dedektiflikte kullanılabileceğini gösteriyor. Çünkü araştırmacılar kullanıcı ayrıldıktan iki hafta sonra bile bilgisayarlarının mausu üzerinden örnek alıp o kişiye ait bakteri analizini başarı ile gerçekleştirdiler. Bu başarıya rağmen çalışmayı yapan bilim insanları metodun mahkeme salonlarında kullanılmaya başlaması için henüz erken olduğunu bildiriyorlar.

Kimin Daha Hızlı Yaşlanacağının DNA'daki Sırrı

Leichester Üniversitesi Kardiyovasküler Bilimler Bölümü’nden bir grup bilim insanın önderliğinde İngiliz ve Hollanda’lı bilim insanlarından oluşan bir ekip, yüzlerce kişi üzerinde yaptıkları araştırmaları sonucu belli DNA dizilimine sahip olan insanların ortalamaya göre daha hızlı yaşlandıklarını buldular.
Herbir hücremizin çekirdeğinde bulunan ve özelliklerimizi belirleyen genetik materyalimiz 23 çift, yanı 46 kromozomdan oluşur. Herbir kromozomun uç kısımlarında “telomer” adını verdiğimiz dizilimler yer alır. Bilim insanları daha önce telomer uzunluğu ile yaşlılık arasında doğrusal bir ilişki olduğunu keşfetmişlerdi. Yaşlanma ile birlikte hücrelerimiz bölündükçe bu telomerlerin de kısaldığını göstermişlerdi. Yani biyolojik yaşımızla telomer uzunluğu arasında önemli bir ilişki var. Nature Genetics dergisinin 7 Şubat sayısında yayımlanan makalede, bahsettiğim bilim insanları üçüncü kromozom üzerindeki belli bir DNA diziliminin, telomer kısalması ile bağlantılı olduğunu buldu. 2917 kişinin DNA ları üzerinde yaptıkları karşılaştırmada belli bir dizilime sahip insanların telomerlerinin o dizilime sahip olmayanlarınkinden daha kısa olduğunu buldular. Araştırma sonuçlarına göre bu dizilime sahip olanlar yaklaşık 3.6 yıl daha hızlı yaşlanıyorlar. Toplumda bu DNA dizilimini taşıyanların oranının yaklaşık %7 olduğunu bildiren bilim insanları aynı dizilimi iki adet taşıyan (her bir genimizin biri annemizden diğeri babamızdan gelen iki kopyesi olduğunu hatırlayın) kişilerin biyolojik olarak 7 veya sekiz yıl daha hızlı yaşlandıklarını belirtiyorlar. Aynı araştırma grubu daha önceki bir çalışmalarında telomer uzunluğu ile kalp rahatsızlıkları arasında bir ilişki bulmuşlardı. Bu son çalışmada elde ettikleri sonuçlar biyolojik yaşın kronolojik yaştan daha önemli olduğunu, belli DNA dizilimlerini taşıyan insanların daha hızlı yaşlandıklarını ve bu nedenle yaşa bağlı olarak ortaya çıkan kalp rahatsızlıklarına çok daha erken yaşlarda yakalandıklarını gösteriyor.
TÜBİTAK Bilim ve Teknik Dergisinin Nisan 2010 sayısı için bu günlerde kaleme aldığım “Kişisel Tip” adlı yazımda konuyu daha detaylı bir şekilde irdeliyorum.