Harvard Üniversitesi Fizik Bölümü'nde doktora çalışmalarını tamamlama aşamasına gelen 26 yaşındaki Furkan Öztürk'ün 4 milyar yıl önce yaşamın nasıl başladığına dair gizemlerden birini ortaya çıkardığı keşfi, bilim dünyasında büyük heyecan yarattı.
Genç Türk fizikçinin çalışması, prestijli akademik yayın organlarında "çığır açıcı keşif" şeklinde duyurulmaya başlanırken, keşfin Dünya'da yaşamın nasıl başladığına ve uzayda yaşama kadar birçok gizeme ışık tutması bekleniyor.
Fransız kimyager Louis Pasteur, 1848'de yaşam için gerekli olan bazı moleküllerin, tıpkı sol ve sağ ellerde olduğu gibi birbirinin "ayna görüntüsü formlarında" bulunmasına ilişkin "homokiralite" kavramını ortaya atmış ancak bu özelliğin kökeni, 175 yıldır yapılan çalışmalara rağmen anlaşılamamıştı.
Science Advances dergisinde makaleleri yayımlanan başyazar Öztürk ve ekibi, keşifle manyetik mineraller üzerinde RNA öncüsü molekülleri kristalize ederek RNA'nın yapıtaşlarını yalnızca sağa veya sola doğru kıvrılan bir sarmal halinde elde etmeyi başardı.
Nobel ödüllü biyokimyacı Jack Szostak, Öztürk ve ekibinin çalışmasını, "Bu gerçekten çığır açıcı bir keşif. Homokiralite, yaşamın başlayabilmesi için olmazsa olmazlardan ve bu yeni keşif bu probleme çok mantıklı bir çözüm sunuyor." şeklinde yorumladı.
Genç Türk bilim insanının yaşamın kökeni üzerine yaptığı deneyler ile doğa bilimleri alanında hala cevaplanması gereken 125 sorudan birinin de yanıtlanmış olabileceği ihtimali üzerinde duruluyor.
Bilimin cevap aradığı en büyük gizemlerin başında geliyor
Bilkent Fen Fakültesi Fizik Bölümü mezunu ve Harvard Üniversitesi Fizik Bölümünde doktora programını tamamlama aşamasına gelen Furkan Öztürk, soruları yanıtladı.
Doktorasının ilk iki senesinde farklı bir konu üzerine çalıştığını ancak sonrasında doktora konusunu ve danışmanını değiştirdiğini anlatan Öztürk, yaklaşık 2,5 yıldır hayatın başlangıcı üzerine çalışmalar yürüttüğünü dile getirdi.
Dünya'da yaşamın nasıl ortaya çıktığının ve ilk canlı hücrelerin nasıl oluştuğunun bilimin cevap aradığı en büyük gizemlerin başında geldiğine işaret eden Öztürk, "Yaklaşık 4 milyar yıl önce, Güneş sistemi ve Dünyamız oluştuktan kabaca 500 milyon sene sonra, Dünya'da yaşamın ilk izlerini görmeye başlıyoruz. Peki, yaşam nasıl ortaya çıktı, hangi kimyasal ve fiziksel süreçler yaşamı tetiklemiş olabilir? Doktora çalışmamda bu sorulara açıklık getirebilecek deneysel çalışmalar yaptım." diye konuştu.
En prestijli bilim dergilerinden Science'da çıkan bir haberde "çığır açıcı keşif" başlığıyla duyurulan bir dizi makalenin birinci yazarı Türk fizikçi Furkan Öztürk, "Araştırmam, yaşamın kökenine dair önemli, ancak karanlıkta kalmış bir problem üzerine. Bu problemin ismi homokiralite yani yaşamı oluşturan moleküllerin sağ veya sol elli olma durumu, bildiğimiz haliyle yaşamın bir özelliği." dedi.
Homokiralitenin yaşamın kökeni araştırmalarında karanlıkta kalmış büyük bir problem olduğuna işaret eden Öztürk, Science dergisinin 2005'te yayımladığı bir sayıda bu problemi doğa bilimlerinin en büyük 125 problemi arasında gösterdiğini aktardı.
Manyetik yüzeyler yaşamın kökeninde rol oynuyormuş
Öztürk, yaptıkları deneylerle homokiraliteye yol açan fiziksel etkileşimin ne olabileceğini gösterdiklerini belirterek, şöyle devam etti:
"Bizim aradığımız şey, kiral simetriyi, yani ayna simetrisini, kırabilecek fiziksel bir etkileşimdi. Çalışmalarımız ortaya koydu ki tabiatta bolca bulunan manyetik mineraller yani bir anlamda doğal mıknatıs özelliği gösteren taşlar, bu simetrinin kırılmasına yol açabilir. Yaptığımız deneyler, manyetik yüzeylerin kiral moleküller ile çok güçlü bir şekilde etkileştiğini ve manyetizmanın homokiraliteye yol açmış olabileceğini gösteriyor. 'Yaşamın kökeni' problemi adeta bir bulmaca gibi, elde ettiğimiz sonuçlar bu büyük bulmacanın önemli bir kısmının çözümüne yönelik ciddi bir adım. Surda bir gedik açtık, devamının da geleceğine inanıyorum."
Dünya dışında yaşam arayanlara bu bilgiler ışık tutacak
Keşfinin, Science ve Nature gibi dergilerin yayınlarında yer almasına ve büyük bir heyecan uyandırmasına ilişkin Öztürk, şöyle konuştu:
"Bu keşifle hayatın başlangıcına dair bilmediğimiz çok önemli bir gizeme ışık tuttuk. Yaşamın nasıl ortaya çıktığı tabiattaki en büyük gizemlerden bir tanesi. Bu problemi bir yapboz gibi düşünün. Bu yapbozun parçalarının nerelere oturacağını tam olarak bilemiyoruz. Çünkü 4 milyar yıl öncesine dair elimizde çok fazla direkt kanıt yok. Biz aslında yaptığımız çalışmayla yaşamın başlangıcına dair çok büyük bir parçayı yerine koymuş olduk. Etrafında şekillenecek diğer bilgilerin ne olacağını henüz bilmiyoruz. Ama eminim ki bu keşif, başka sorulara cevap bulmamızı da sağlayacak ve yaşamın kökenine dair ilginç ipuçları verecek. Belki de başka gezegenlerdeki olası yaşam formları ile ilgili bilgiler verecek. Yani biz eğer Dünya'da yaşamın nasıl oluştuğunu tam olarak anlarsak, o zaman hangi koşullar altında yaşamın ortaya çıkabileceğine dair de daha fazla bilgiye sahip olacağız. Bu bilgiler bizi Dünya dışında yaşamı ararken yönlendirebilir. Yani Dünya'daki yaşamı anlamak, Dünya dışında başka bir yaşam formu keşfetmemize de yardımcı olabilir. Bunu kesin olarak söylemek tabii ki zor ancak bu mümkün."
"Hayalim, laboratuvarda proto-hücre oluşturmak"
Yaptığı buluşun ileride bilim dünyasında başka ne gibi kapılar aralayacağına ilişkin soru üzerine Öztürk, "Açıkçası bu keşfin bizi artık laboratuvar ortamında yaşamı oluşturabilecek aşamaya kadar getirebileceğini düşünüyorum. Benim hedefim yaşamın başlangıcındaki koşulları laboratuvar ortamında tekrar oluşturmak ve yaşamın nasıl oluştuğunu gözlerimle görebilmek." dedi.
Yaşamın temel özelliklerini gösteren ve canlı diyebileceğimiz en temel yapıları, yani "proto-hücreleri" oluşturmayı hedeflediğini dile getiren Öztürk, şunları kaydetti:
"Mineraller gibi, karbon temelli moleküller gibi, canlı olduğuna dair hiçbir emare göstermeyen şeylerden canlılık özelliği gösteren öncü hücrelerin oluşmasından bahsediyorum. Yani öyle bir şey olsun ki yaşamın temel özelliklerini göstersin. Kendi kendini kopyalayabilsin ve metabolik faaliyet göstersin. Çevresi ile ilişki halinde olan, belki de bir hücre zarı içinde izole olmuş, RNA bazlı genetik bir kodu olan ve basit metabolik aktiviteler gösterebilen öncü hücrelerden, yani proto-hücrelerden, bahsediyorum. Benim hayalim bunları oluşturmak.”
DNA'dan sonraki en büyük gizem mi çözüldü?
"DNA'nın bulunmasından sonra yaşama dair en büyük keşif sizinki mi" sorusuna Öztürk, "Bunu ben söyleyemem. Onu bilim insanları takdir edecektir. Bu tarz şeyleri söyleyebilmek için daha çok erken. Ama hayatın başlangıcı araştırmalarındaki en büyük problemlerden biri olarak düşünülüyordu bu konu. Bunu rahatlıkla söyleyebilirim." ifadesini kullandı.
"İyi ki 93 yaşına kadar yaşayıp bu problemin çözümünü görmüşüm"
Furkan Öztürk, Harvard ve pek çok üniversiteden akademisyenin kendisini arayarak tebrik ettiğini, yakın zamanda buluşu üzerine bir belgeselin de çekildiğini ve çalışmasının Nature, Science ve diğer bilimsel kanallarla bilim dünyasında duyurulmaya devam edildiğini söyledi.
Öztürk, Harvard'da yaptığı bir konuşmayı, şu anda Türkiye'deki biyoloji kitaplarında da yer alan ve DNA'nın nasıl kopyalandığını keşfeden 93 yaşındaki ünlü moleküler biyolog Matthew Meselson'un takip ettiğini ve "İyi ki 93 yaşına kadar yaşamışım. Sonunda bu problemin de çözümünü görmüş oldum." şeklinde bir yorum yaptığını aktardı.
Çalışmalarının devam edeceğini dile getiren Öztürk, şunları söyledi:
"Birlikte çalıştığımız diğer bilim insanları da ben de inanıyoruz ki bu problemi çözdük. Bu çok heyecan verici ancak yeterli değil. Bu deneylerin bağımsız olarak başka araştırmacılar tarafından da test edilmesi lazım. Yeni veriler ışığında tekrar tekrar değerlendirilmesi lazım. Büyük bilimsel keşifler ilk etapta heyecan yaratır ancak keşiflerin oturması için zamanın testinden geçmeleri lazım. Bizim namuslu bilim insanları olarak titiz çalışmak ve çokça test yapmak gibi bir görevimiz var. Ben inanıyorum ki bu aşamaları da geçeceğiz."
"Doğanın en büyük gizemlerinden birini örten perde, Furkan'ın dehası sayesinde aralandı"
Bilkent Üniversitesi Fen Fakültesi Dekanı, Türkiye Bilimler Akademisi (TÜBA) Üyesi Prof. Dr. Tayfun Özçelik, Furkan Öztürk'ün keşfine ilişkin yaptığı açıklamada, şu değerlendirmeyi yaptı:
"Bilkent Fen Fakültesi olarak büyük bir gururu yaşıyoruz. Mezunumuz Furkan Öztürk doğa bilimleri alanının en temel sorularından birine, yaşamın nasıl başladığına moleküler düzeyde bir açıklama getirerek eşsiz bir başarıya imza attı. En saygın bilim çevreleri şimdi Furkan'ı alkışlıyor. İnorganik moleküllerin organik moleküllere dönüşüm sürecini, bir diğer deyişle biyolojinin başlangıcını artık kavrıyoruz. RNA ve ardından DNA moleküllerinin milyarlarca yıl önceki ilk oluşum sürecini anlıyoruz. Doğanın en büyük gizemlerinden birini örten perde Furkan'ın dehası sayesinde aralandı."
Bilkent Üniversitesi Öğretim Üyesi Doç. Dr. Seymur Jahangirov da Öztürk'ün yaptığı çalışmanın, canlıların oluşum sürecinde neden sadece bir tür molekülün kullanıldığına açıklık getirdiğine işaret etti.
"Önerilen mekanizmanın hem teorik hem de deneysel dayanağı vardır." diyen Jahangirov, "Ayrıca, bu çalışma fizik, kimya, biyoloji ve jeoloji gibi çok farklı disiplinlerde son yıllarda elde edilen yeni bilgileri birleştirerek yapılmıştır ve konunun önde gelen bilim insanları tarafından büyük bir heyecanla karşılanmıştır. Furkan'ın bu buluşa imza atmasını sağlayan en önemli özelliklerinden biri, sadece ana konusu olan fizikle sınırlı kalmayıp arkeoloji, organik kimya, tarih, müzik gibi birçok farklı alana ilgi duyması ve sürekli olarak kendini geliştirmesidir." ifadesini kullandı.
