Karolinska Enstitüsü’ndeki Nobel ödülü komitesi Stockholm’de 10 Aralık’ta sunulacak Nobel Fizyoloji ve Tıp ödüllerini bu yıl biyolojik saat çalışmalarına verdi. Bu haberi alır almaz bende bir gülümseme belirdi. Zira, birkaç zaman önce işin uzmanları ile yaptığım sohbetlerde biyolojik saat çalışmalarının Nobel ödüllerine çok yakın olduğu belirtiliyordu. Ben ise bağışıklık terapileri ve devrimsel gen düzenleme tekniği CRISPR çalışmaları dururken biyolojik saat çalışmalarının komite tarafından çokta değerlendirilmeyeceğini düşünüyordum. Öyle anlaşılıyor ki biyolojik saat üzerine çalışmalar yürüten etkin bilim insanlarının lobi faaliyetleri işe yaramış ve çok sayıda bilim insanı tarafından Nobel ödülüne aday olarak gösterilen biyolojik saat çalışmalarına Nobel ödül komitesi kayıtsız kalamamış.

Yaşamdaki her şeyin bir döngü içerisinde olduğu insanoğlu tarafından ilk keşfedilen buluşların başında geliyor. Yüzyıllar öncesinde günleri, haftaları, ayları, yılları, mevsimleri gözlemlemeye başlayarak bir saatin varlığını hisseden insanoğlu bu saatin organizmalardaki akrep ve yelkovanın ne olduğu konusunda günümüze kadar yüzlerce düşünce ortaya attı.

Jeffrey C. Hall, Michael Roshbash ve Michael W. Young 80’lerin başlarında meyve sinekleri üzerinde yaptıkları çalışmalar ile organizmalardaki saatin işleyiş mekanizmaları konusunda önemli genetiksel bulgulara ulaştılar. Bu üç centilmenin yaptığı çalışma daha sonra bir çok araştırmacı için çığır açıcı bir furyaya dönüştü. Laboratuvar bençlerinden her gün biyolojik saatin diğer parçacıklarını aydınlatan bulgular geliyordu.

Aslında her şey 19.yy’da bitkiler üzerinde bir çoğumuzun günlük hayatta gözlemlediği bir gerçek ile başlıyordu. Bilindiği gibi bitkiler gün ışığında yapraklarını açık şekilde konumlandırırken, gün kararmaya başladıktan sonra yapraklarını kapalı konuma getirirler. O zamanlar bir astronom olan Jean Jacques d’Ortous de Mairan bu bitkilerin 24 saat karanlık ortama konulduğunda yapraklarının alacağı konumu merak etmeye başlamıştı. Yaptığı deneylerde bitkiler yapraklarını karanlıkta olsa bile bir süre sonra açık konuma getirdiğini gördü. Bu buluş sonraları araştırmacıları organizmaları kontrolü altında tutan bir biyolojik saatin varlığını sorgulamaya itti.

1970’lerde araştırmacılar meyve sinekleri üzerinde yaptıkları çalışmalarda mutasyona uğratılmış bir genin meyve sineklerinin biyoloji saatini bozduğunu keşfettiler. Sonraları bu geni periyot geni olarak adlandırdılar. Fakat bu genin mekanizmasının nasıl çalıştığı konusu halen belirsizliği koruyordu.

Bu belirsizliği çözmek bu yılın Nobel ödülü sahibi olacak olan bu üç beyefendiye nasip olmuştu. İlk olarak periyot geninin gece boyu PER proteinini sentezlediğini ve gün içeresinde bu proteinin yakıldığını keşfettiler. Peki nasıl oluyor da PER proteinin sentezlenmesi gün ağırınca son buluyordu? İlk ortaya attıkları teori PER proteinin vücutta belli bir seviye ulaştıktan sonra hücre içerisine girip protein sentezleyen genin işleyişini durdurmasıydı. Genetikte geri beslenme olarak bilinen bu olgu gerçektende PER proteinin sentezlenmesinde düzenleyici rol oynuyordu.

1994 yılında PER proteine eşlik eden başka bir proteinin varlığı aydınlatılıyordu. Timeless (TIM) olarak adlandırılan bu protein PER proteine bağlanarak sentezlenmesinin kontrol altına alınmasında önemli bir görev oynadığı keşfediliyordu. Bununla beraber kısa bir süre sonra doubletime (DBT) proteinin PER proteinin sentezlenmesinde geciktirici etki yaptığı da keşfediliyordu.

PER proteinin periyodik olarak sentezlenip yakılmasında daha aydınlatılmamış bir çok faktörün olduğu da bilim insanları tarafından düşünülüyor.

Biyolojik saatin önemli bir bileşeni olan uykunun da vücuttaki bir takım proteinlerin sentezlenmesinden etkilendiği geçtiğimiz yıl Ekim ayında iş arkadaşlarım tarafından uzun yıllar süren fare deneylerinin ardından aydınlatıldı. Nature’da yayınlanan çalışmada Sik3 geni mutasyona uğramış farelerin uykuda geçirdikleri sürelerin dramatik bir şekilde arttığını gösteriyordu. Önümüzdeki yıllarda genler ve davranışlar arasındaki bağlantılar üzerine yapılan çalışmalardan etki değeri yüksek sonuçlar alacağımız söylenebilir. Özellikle, bu konulara ilgili olan genç bilim severlerin değerlendirmelerinde bu hususları da göz önünde bulundurmaları doğru araştırma konularına yönlenmede kendilerine yardımcı olabilir.

Kaynakça:

1. Nobel
2. https://www.nature.com/nature/journal/v539/n7629/full/nature20142.htmlNature