Hücreyi Anlamak: İnsan Hücre Atlası!

Hücre. Bir insanı veya başka organizmayı yapan en küçük canlı birimler. Nasıl ki atomu parçaladığımızda madde özelliğini kaybediyor, hücreyi parçaladığımızda da canlılık ortadan kalkıyor. Dolayısı ile Fizikte “atom” ne ise, Biyolojide “hücre” odur.
Ancak, günümüze kadar hücreler üzerinde yaptığımız çalışmalar hep onların parçalanması ve içeriklerinin sağlık ve hastalık durumunda incelenmesine dayandı. Yani, sağlıklı bir hücrenin içeriğini herhangi bir hastalığa sahip aynı tip hücre ile karşılaştırarak neyin veya nelerin yanlış gittiğini öğrenmeye çalıştık. Elde ettiğimiz bilgi ve bulgulara göre hastaya ilaç yazdık ve onun iyileşmesini bekledik. Daha doğrusu bir elbiseyi herkese giydirmeye çalıştık.

Ancak, ne yazık ki, hesaba katmadığımız şeyler vardı… 

Bir kere hücreyi parçaladığımız zaman onu hastalıklı bir duruma sevk ederiz. Hücre veya organizmaları bu çeşit invazif (yıpratıcı) şartlara soktuğunuzda hücreler ani reaksiyon gösterir ve aslında normalde kendilerinde olmayan bir seri davranışa yönelirler. Bunun sonucu hem hasta hem de sağlıklı hücrenin kimyasal ve fizyolojik profili değişir. 

Dolayısı ile “kontrollü deneyler” denen bu araştırmalar sonucu, hücre veya organizmada hastalığın “sebebini” değil, bizim uygulamalarımızdan kaynaklanan “sonucunu” okumuş veya belirlemiş oluruz. Diğer bir söyleyişle, hücreye uyguladığımız muamele sonucu ortaya çıkan değişikliklere karşı ilaç veya diğer tedavileri uygularız. Yani oldukça “absürd” bir durum.

Şimdilerde bu durum değişmek üzere… Nasıl?

Hücreyi parçalamadan, onun canlı haline bakarak nelerin yanlış gittiğini anlamaya dayalı “hücre global atlası”nı kullanarak. Bunu bir çeşit Google Haritaları veya Google Eearth uygulamalarına benzetebiliriz: topolojiye (yer küre) yukarıdan bakıp, yakınlaşarak tüm bileşenlerini (sokak, cadde, bina, park) ayırt etme.

Peki İnsan Hücre Atlası nasıl çıkarılacak?

Tamamen disiplinler arası bir çalışma ile. Bugüne kadar hücre, gen, metabolitler hakkında tüm bildiklerimiz ve bileceklerimizin anlaşılabilir bir şekilde bir araya getirilmesi ile. 

Böylece, sağlıklı bir dokuyu yapan hücre ve hücrelerin tam bir resmine sahip olacağız. Bu resme bakarak hasta doku veya organda nelerin yanlış gittiğini anlayacak ve ona göre bir yaklaşım içine gireceğiz. 

Ancak, söylemesi kolay olsa da, bunu yapmak zor olabilir.

(Büyütmek için resmin üzerini tıklayınız)

Bir canlıdaki, örneğin insandaki hücre sayısı trilyonlarla ifade edilmekte (kırmızı kan hücreleri hariç 20 trilyon). Ancak şansımıza, çeşit olarak vücudumuzda 200 kadar çeşit hücre var (sinir hücresi, deri hücresi, kan hücreleri, kas hücreleri, vs). Fakat, ne yazık ki, bu 200 kadar hücre ana tip hücreler. Bunların her birinin 100’lere varan alt tipi olabiliyor ve bu alt tipler yapı ve işlev olarak biri birinden dramatik biçimde farklı olabiliyorlar. 

Örneğin sadece retinamızda (gözümüzün ışığa duyarlı ve üzerinde görüntü oluşan kısmı) 100’lerce çeşit nöron (sinir hücresi) bulunmakta. Bundan da daha karmaşığı bağışıklık hücrelerindeki çeşitliliktir.

Şimdi meselenin karmaşıklığı sanırım daha iyi anlaşılmıştır.

Hücrenin bütünlüğünü sağlayan genetik ve biyokimyasal işleyişin bu şekilde hücre seviyesinde anlaşılması, kanserden tutun şeker hastalığı ve şizofreniye kadar birçok karmaşık hastalığın daha iyi anlaşılmasına ve uygun kişiye özgü ve hassas tedaviler sunulmasına imkan tanıyacaktır. 

Ekstra okuma:
The Human Cell Atlas: from vision to reality

2017 Nobel Bilim Ödülleri: Kimya Ödülü

2017 Nobel Kimya Ödülü birkaç saat önce belli oldu. İsimleri duyduğumda bunlar da kim dedim! Çünkü Kimya ödülüde genellikle biyologlara veriliyor. Geçen yıl bu ödülü alan Aziz Sancar bir biyolog…

Ödülün verildiği konuyu öğrendiğimde, bu üç bilim insanının adını daha önce hiç niye duymadığım ortaya çıktı. Çünkü ödül kimya, biyoloji ve tıp alanlarından çok fizik hatta mühendislik alanı gibi duruyor. Üstelik bir keşif değil bir icat. Nobel bilim ödülleri icatlara değil, keşiflere verilir.

Neyse lafı uzatmazsak, ödül “Biyomoleküllerin (protein, enzim, DNA, RNA, ve hatta virüs ve hücre gibi yapıların) üç boyutlu yapısının nasıl olduğunu detayları ile ortaya koymasını sağlayan dondurmalı elektron mikroskobunu” keşfeden üç bilim adamına verildi.

Bu yıl verilen Nobel Kimya Ödülü için bir Infografik:

Ödül sahiplerinden ikisi Avrupa’dan, biri ise Amerikalı: Jacques Dubochet (Lozan Üniversitesi, İsviçre), Richard Henderson (MRC Laboratory of Molecular Biology, İngiltere) veJoachim Frank (Columbia Üniversitesi, New York).

Bu ödülle Avrupalılar da biraz ödüllendirilmiş oldu. Çünkü, bundan önce açıklanan Tıp ve Fizik ödüllerini Amerikalılar kazandı. Yani, skor şöyle; Amerika 7: Avrupa 2

İşin ilginç yanı bu yıl bilim ödülleri olan Fizik, Kimya ve Tıp ödüllerini üçer kişinin paylaşmış olması. Ödül aynı ödül ancak paylaşılan para eşit olmayabiliyor. Örneğin bu yılın Tıp ve Fizik ödüllerinin yarısı bir kişiye diğer yarısı ise iki kişi arasında paylaşıldı. Bugünkü kimya ödülü ise yukarıdaki bilim adamları arasında 3 eşit parçaya bölündü. Ödülün yaklaşık 1 milyon dolar olduğu düşünülürse, her birine 300 bin doların üzerinde para düşüyor.

Eh, “zenginin malı zügürtün çenesi” derler. Esas olan ise ödülün, sahiplerinin adını altın harflerle bilim literatürüne ve ders kitaplarına yazdırarak onları ölümsüzleştirmesi…

Bir sonraki yazım bu yılki Nobel bilim ödülleri ile ilgili olacak…

2017 Nobel Bilim Ödülleri: Fizik Ödülü

Bu yılki Nobel Fizik Ödülü biraz önce açıklandı. Konu: Çekim dalgalarının keşfi. Nobeli paylaşanlar 3 bilim adamı: Ödülün yarısı Rainer Weiss, diğer yarısı ise Barry C. Barish ve Kip S. Thorne arasında paylaşılacak.

Bana göre başka bir spekülatif Fizik Ödülü. Daha iki yıl dolmadan ve yine bana göre henüz tam kanıtlanmayan bir konuya verildi. Bu konuda o zamanlar yazdığım bir yazıyı burada okuyabilirsiniz.

Her ne ise…

Rainer Weiss, Massachusetts Institute of Technology (MIT)’de fizik profesörü. Barry C. Barish ve Kip S. Thorne ise California Institute of Technology (Caltech)’de fizik profesörleri. Yani iki ezeli rakip üniversite bu yıl Fizik Nobel’ini paylaştılar.

Bu yıl Nobel Fizik Ödülünün verildiği konuyu anlatan bir infografik:

Fizikçi olmadığım için daha fazla yorum yapmayayım. Ancak, MIT Fizik Bölümünde şimdi aynı koridorda iki Nobel Ödüllü Fizikçi olacak:

Ben ve Franck Wilczek, 2004 Nobel Fizik Ödülü sahibi MIT profesörü. Yer. Harvard oditoryumu, 2010.

Yarın açıklanacak Nobel Kimya Ödülü'nü bekleyelim. favorim: CRISPR-Cas9 gen ve genom edit etme aracı.