2003 Nobel Kimya Ödüllü Prof. Dr. Peter Agre’nin Başarı Hikâyesi

Prof. Dr. Peter Agre ve Prof. Dr. Roderick MacKinnon, 2003 yılında, hücre zarlarında bulunan akuaporinlerle ilgili yaptıkları araştırma dolayısıyla Nobel Kimya Ödülü’nü kazandılar. Prof. Dr. Peter Agre bir çeşit protein olan akuaporinlerin hücre zarı boyunca su geçişini sağladığını keşfetti. Akuaporinler; omurgasızlar, bitkiler, mikroorganizmalar ve parazitler de dâhil tüm canlı organizmalarda bulunuyor.

Prof. Dr. Agre malarya hastalığına sebep olan parazitlerde ve sivrisineklerde bulunan akuaporinler hakkında yaptığı araştırmalara devam ediyor.

Orta Doğu Teknik Üniversitesi tarafından düzenlenen etkinlik kapsamında üniversite ve lise öğrencilerine konuşma yapmak üzere Türkiye’ye gelen Nobel ödüllü Prof. Dr. Agre başarı hikâyesini Bilim Genç’e anlattı.

TÜBİTAK Bilim Genç: Akuaporinleri keşif hikâyenizi anlatır mısınız?

Prof. Dr. Peter Agre: Nobel Kimya Ödülü’nü kazanmadan önce Andy Asimos ile birlikte John Hopkins Üniversitesinde kırmızı kan hücrelerinde bulunan Rh (Rhesus) antijenleri üzerinde çalışıyorduk. Rh antijeni bir tür proteindir. O günlerde Rh proteinleri tüm dünyada tanınmasına rağmen moleküler yapıları henüz bilinmiyordu. Kan grubu Rh negatif olan insanlar Rh proteinini taşımazken kan grubu Rh pozitif olan insanlar taşır. Rh proteinini taşımamak herhangi bir sağlık problemine sahip olunduğu anlamına gelmez. Ancak Rh proteinini taşımayan hamile bir kadının bebeğinin kan grubu Rh pozitif ise annenin vücudu Rh antijenine karşı tepki verebilir. Bu tepki anne ve bebek arasında Rh uyuşmazlığı adı verilen bir probleme yol açar. Bu uyuşmazlık bebeğin kırmızı kan hücrelerinin azalmasına sebep olur. Biz de bu soruna çözüm bulabilmek için Rh proteinin yapı taşlarını daha yakından incelemeye kadar verdik.

Andy üniversiteden ayrıldığında şu an 12 yıllık asistanım olan Barbara Smith ile çalışmaya devam ettik. Kırmızı kan hücrelerinde 32 kilodalton (kDa) polipeptit bulunduğu daha önceden Avrupalı araştırmacılar tarafından keşfedilmişti. Biz de Rh proteinini ayrıştırdığımızda 32 kilodalton (kDa) polipeptit ve ne olduğunu tam olarak anlamadığımız bir molekül daha keşfettik. Başta bu molekülü Rh proteininden çıkan atık bir parça zannettik ve peşine düşmeye gerek görmedik. Zamanla bu parçaya olan merakımız arttı ve bu parçayı da araştırmamız gerektiğini hissettik. Araştırmalarımız devam ettikçe bu parçanın 28 kilodalton (kDa) bir polipeptit olduğunu ve kırmızı kan hücrelerinde bolca bulunduğunu fark ettik. Fakat bu molekülün işlevini henüz bilmiyorduk. Bu yüzden bu polipeptiti daha da derinlemesine incelemeye karar verdik.

Protein, nükleik asit gibi büyük biyolojik polimerlerin molekül kütleleri kilodalton (kDa) birimiyle ifade edilir.

Birçok araştırmacıyla elde ettiğimiz bulguları paylaşmamıza rağmen hiç birinin bu proteinin işlevi hakkında bir fikri yoktu. Başta “Acaba bu protein hücre zarında su geçişini sağlayan bir kanal olabilir mi?” diye düşündük ancak o zamanlarda kırmızı kan hücrelerinde iyonların geçişine imkân veren herhangi bir kanal bulunmadığına inanılıyordu.

2003 yılında, ailecek kamp gezisi yaptığımız bir günün ardından eve dönerken Kuzey Karolina Üniversitesinde tıp profesörü olan John Parker’ı ziyaret etmek istedim. Profesöre proteinin özelliklerini anlattığımda Parker bunun hücre zarında suyun hızlı geçişini sağlayan bir kanal olabileceğini söyledi. Yaptığımız testler sonucunda bu molekülün gerçekten de hücre zarında bulunan bir su kanalı olduğunu keşfettik ve bu moleküle akuaporin adını verdik.

Prof. Dr. Peter Agre, 2003 yılında yaptıkları keşfi (akuaporinler) John Hopkins Üniversitesinde anlatıyor.

TÜBİTAK Bilim Genç: Akuaporinlerin işlevleri nelerdir?

Prof. Dr. Peter Agre: Böbreklerimiz kanımızın asit ve baz dengesinin sağlanmasında ve bazı toksinlerin vücuttan atılmasında görev alır. Aynı zamanda böbreklerimiz her gün 200 litre sıvı süzer. Ancak süzülen sıvının geri emilmesi gerekir yoksa hücrelerimiz susuzluktan ölür. Çalışmalarımız sonucunda böbreklerde suyun %99 oranında akuaporinler sayesinde geri emildiğini keşfettik. Diğer taraftan akuaporinler salgı bezleri aracılığıyla suyun dışarıya salınmasını (örneğin gözyaşı, ter, tükürük salgılanması) sağlar. Yani akuaporinler organizmanın ihtiyacına göre hücresel boyutta suyun içeri girmesini ya da dışarı çıkmasını sağlayan bir kanal işlevi görür.

Su molekülleri çok küçük moleküllerdir. Bu yüzden yağ ve proteinden oluşan hücre zarından difüzyon ve ozmoz yoluyla geçebilirler. Fakat çoğunlukla hücre zarından akuaporinler aracılığıyla geçerler.

TÜBİTAK Bilim Genç: Çalışmalarınız sırasında (başarıya giden yolda) umutsuzluğa düştüğünüz zamanlar oldu mu?

Prof. Dr. Peter Agre: Her bilimsel araştırmada olduğu gibi biz de çalışmalarımız sırasında zaman zaman hayal kırıklıkları yaşadık. Hatta çalışmalarımızın %99’unda başarısız olduk. Fakat bir bilim insanı ne kadar hayal kırıklığı yaşarsa yaşasın merak duygusunu ve umudunu kaybetmez.

Prof. Dr. Peter Agre 2003 Nobel Kimya Ödülü’nü alırken...

TÜBİTAK Bilim Genç: Bilim insanı olmak isteyen gençlere neler önerirsiniz?

Prof. Dr. Peter Agre: Bilim insanı olmak isteyen gençlere önereceğim ilk şey “çalışmak”. Yaptıkları işi ciddiye alsınlar ve çalışmalarıyla kendilerini teşvik bir eden danışman veya öğretmen edinsinler.

Günümüzdeki gençler sahip oldukları imkânlar açısından çok şanslılar. Eğer bilime ilgi duyuyorlarsa bir fırsatını bulup laboratuvar ile önceden tanışmaları gerekiyor. Bu ne kadar erken olursa laboratuvar ortamı ile ilgili o kadar tecrübe edinebilirler.

Akademik çalışmayı biraz da balık tutmaya benzetebiliriz. Akademik alanda ağınıza bir balık takıldığında heyecanlanıyorsunuz. Keşif yapmak ise size bambaşka bir heyecan ve tatmin yaşatıyor.

Günümüzde birçok harika ve zeki genç var fakat bu gençler yeterince meraklı değil. Bu yüzden herkes akademiye yönelmek zorunda değil. Bu gençler akademik kariyer seçmek yerine avukat veya politikacı gibi ilgi duydukları farklı mesleklere yönelebilirler.