Nobel Tıp Ödülü ve Drosophila
2 Ekim 2017 tarihinde Jeffrey Hall, Michael Rosbash ve Michael Young, Nobel Tıp Ödülü’ne layık görüldüler. Bu ödül, bilim dünyasında önemli bir gelişmeyi temsil ediyor. Drosophila melanogaster, yani sirke sineği, daha önce de 10 bilim insanına tam 5 kez Nobel Tıp Ödülü kazandırmış bir model organizmadır.
- 1933: Thomas Hunt Morgan, Drosophila’yı kullanarak kalıtsallıkta kromozomların rolünü ortaya koydu.
- 1946: Hermann Joseph Muller, meyve sineklerinde mutasyon hızını artırmak için X-ışını radyasyonunu kullandı.
- 1995: Edward B. Lewis, Christiane Nüsslein-Volhard ve Eric F. Wieschaus, Drosophila’yı kullanarak embriyonik gelişimin genler tarafından nasıl kontrol edildiğini keşfetti.
- 2004: Richard Axel, koku reseptörleri ve koku alma sisteminin işleyiş mekanizmasını sinek deneyleri ile çözdü.
- 2011: Jules Hoffmann, bağışıklığın nasıl aktive olduğunu sinekler sayesinde öğrendi.
Drosophila’nın Nobel Tutkusu Nasıl Başladı?
Sirke sineklerinin laboratuvarlarda tercih edilen deney hayvanları haline gelmesi, Amerikalı biyolog Thomas Hunt Morgan ile 20. yüzyılın başlarında başladı. Morgan, bu sineklerden yararlanarak genlerin kromozomlar üzerinde nasıl dizildiğini keşfetti. Ayrıca bazı genlerin birbirleriyle bağlantılı olduğunu ve kalıtımla geçtiğini ortaya koydu. Bu süreç, modern genetik biliminin temellerini oluşturdu. Morgan’ın çalışmalarından sonra genetik bilimi büyük ölçüde Drosophila deneylerine dayanarak gelişti. Günümüzde bilim insanları, insanlarda hastalıklara yol açan genlerin %75’inin Drosophila’da da bulunduğunu keşfetmiştir. Bu hastalıklar arasında Down sendromu, Alzheimer, otizm, diyabet ve kanserin tüm türleri yer almaktadır. Genetikçi Steve Jones, “Sirke sinekleri sanki bilim insanlarına yardımcı olmak için tasarlanmış” demektedir.
Drosophila’nın Hayranlık Uyandıran 15 Özelliği
- Hızlı yaşayıp hızlı ölürler: Sirke sineğinin ömrü oldukça kısadır. Üretken bir çift sinek, sıcaklığın 25°C ve üzerinde olması koşuluyla 10-12 gün içinde aynı genetiği paylaşan yüzlerce yavru çıkarır ve ardından ölür.
- Tıbbi ilerlemelerin büyük bir kısmını sirke sineklerine borçluyuz: Kısa yaşam süreleri nedeniyle bu sinekler, laboratuvarlar için ideal deney hayvanlarıdır. Bilim insanları, nesiller boyu süren genetik evrimi bu sinekler üzerinde kolayca izleme fırsatı bulmuşlardır. Karşılaştırma yapmak gerekirse, bilim insanları sirke sineklerinden 30 yılda öğrendiklerini farelerden ancak 300 yılda öğrenebilirler.
- Bilim insanları genetiğin temel mekanizmalarını sirke sineklerinden öğrendiler: Thomas Hunt Morgan, sirke sineklerini sistematik olarak inceleyen ilk bilim insanıdır. Ayrıca kromozomal kalıtsallık kuramını ilk kez Morgan oluşturmuştur.
- Küçük olmalarına rağmen çok sayıda gen bulunur: İnsanlar 24.000 gene sahipken, birkaç mm uzunluğundaki bu sinekte 14.000 gen bulunmaktadır.
- Sineklerden öğreneceğimiz daha çok şey var: Bilim insanları, sirke sineğinin gen haritasını 2000 yılında çıkardılar. İnsan Genom Projesi, bu temel bilgilere dayanarak oluşturulmuştur.
- İnsanlar ve sirke sinekleri genetik açıdan birbirinin aynısı: İnsanlarda hastalığa yol açan genlerin %75’i sirke sineklerinde de bulunmaktadır. Bu nedenle sirke sinekleri, insan hastalıkları için model oluşturur.
- Laboratuvar ortamında uçmadan nasıl tutuluyorlar? Araştırmacılar, sinekleri test tüpünden çıkartmadan önce karbon dioksit ile sersemletirler; aksi takdirde uçup gidebilirler.
- Sirke sineği kromozomları barkodlara benziyor: Drosophila kromozomları açık-koyu tonlardadır ve barkod dizilimine benzer bir şablon çizerler.
- Dişilerin zamanlarının çoğu yumurtlamakla geçer: Dişi sinekler, oda sıcaklığında ömürleri boyunca günde 30-50 kadar yumurta bırakır.
- Küçük böcek, büyük beyin: Yetişkin bir sineğin beyninde 100 binden fazla nöron bulunur. Bu nöronlar, karmaşık davranışları düzenler.
- Yalnızca tıp araştırmalarına hizmet etmezler, daha lezzetli biraların üretilmesine yardımcı olurlar: Stanford Üniversitesi’nde yapılan bir araştırma, sirke sineklerinin meyve bazlı biraları daha cazip bulduğunu ortaya koydu.
- Sirke sinekleri de teselliyi alkolde arıyor: Araştırmalar, sineklerin de insana benzer şekilde alkol tükettiğini göstermektedir.
- İlaç deneylerinde yol gösteriyorlar: Yeni ilaçların etkisinin araştırıldığı deneylerde Drosophila, biyokimyasal model oluşturuyor.
Yeni İyileşme Mekanizması Keşfi
Araştırmacı Vicki Losick, son günlerde sirke sineklerini kullanarak yaralar üzerindeki kaybolan hücrelerin, poliploidizasyon adı verilen bir mekanizma yardımıyla telafi edildiğini bulmuştur. Bu durum, yaralanmalara bağlı olarak ortaya çıkan hücre hasarlarının ya hücre üremesi ya da hücre büyümesi yoluyla giderildiğini göstermektedir. Böylece vücudun hasarlara nasıl tepki verdiği konusunda bilinenler önemli bir değişim geçirmiştir.
Drosophila üzerindeki araştırmalar gelecekte tıp ve fizyoloji bilimini nasıl etkileyecek? Genomik devrim sayesinde insanlar, DNA’larının şifresini bin dolar karşılığında kırdırabiliyor. Ancak bu süreçte, genlerin ne işe yaradığının anlaşılması kritik bir önem taşıyor. Bilim insanları, Drosophila üzerinde yürütülen çalışmalarla, bilinmeyen proteinlerin işlevlerini çözmeyi hedefliyor.
Sirke sinekleri üzerinde sürdürülen çalışmalar, yeni ilaçların denenmesinde ve iklim değişikliği gibi etmenlerin organizmaları nasıl etkilediğinin anlaşılmasında önemli bir yol gösterici olacaktır. Ayrıca, sirke sinekleri üzerindeki araştırmaların ucuz ve kolay olması, uluslararası bilimsel işbirliklerini mümkün kılmaktadır. Son 100 yıl boyunca biyoloji bilimindeki pek çok gelişmenin Drosophila’ya borçlu olduğumuz gerçeği, bu minik organizmaların bilimdeki önemini bir kez daha gözler önüne seriyor.
