Uzay Geni: İnsanlığın Uzay Macerasını Şekillendirecek Olan Güç

İnsan vücudunun uzun uzay yolculuklarına nasıl cevaplar verdiğini anlamak önemli bir iş. Ve yapılan araştırmalar ilginç sonuçları da çıkartıyor karşımıza…Geçtiğimiz Mart ayında astronot Kelly ve kozmonot Mikhail Kornienko Uluslararası Uzay İstasyonu’na Kazakistan steplerinden havalanarak 1 yıl sürecek olan bir uzay yolculuğuna çıktılar. Bu olay, uzay yolculukları tarihinde bir ilkti. Projenin esas amacı ileride daha da uzak gezegenlere ve öncelikli olarak Mars’a yapılacak olan uzun soluklu uzay yolculuklarına hazırlanmak için çeşitli olası fizyolojik ve psikolojik değişiklikleri belirlemek ve bunlarla baş etmede yöntemler geliştirmek.

Astronotlar Scott ve Mark Kelly kendilerini NASA’da deney yapılması üzere gönüllü denek olarak sundular. Denekler bir dizi uzay yolculuğunu içeren 10 basamaklı bir araştırmada uzayın vücuttaki etkilerinin anlaşılması için kullanıldılar. Çalışmanın bir kısmı Scott’un ikiz kardeşi olan ve 4 kez uzay görevine gidip gelmiş bulunan ama bu sefer dünyada kalan Mark’ı da kapsıyor. Mark’ın çalışmadaki yeri, dünyada kalarak bir deneysel kontrol grubu oluşturmak ve uzay yolculuğunun Scott’un vücudunda yaratabileceği genetik değişimlerin tespit edilmesini ve daha iyi anlaşılmasını sağlamak.

Uzaydaki uzun süreli yolculuklarda insan vücudunun nasıl etkilendiğini belirlemek için bilim insanları tarafından Mark ve Scott Kelly kardeşlerden biyolojik numuneler alındı. Scott, 340 günlüğüne Uluslararası Uzay İstasyonu’ndayken Mark dünyadaydı. Bu ikizlerle çalışılması böyle bir deneyi gerçekleştirmek için tam biçilmiş kaftandı zira ikizlerin yalnızca yüksek oranda benzer genomlarının olması değil, ayrıca aynı işte çalışmaları ve birbirlerine benzer yaşam deneyimlerine sahip olmaları da oldukça avantajlı bir durum yarattı.

Birden çok çalışma grubu bu sonuçları araştırıyor ve bu kolektif çalışma artık “NASA İkizler Çalışması” olarak tarihte yerini alıyor. Bazı erken sonuçlar, NASA İnsan Araştırmaları Programı’nın Texas, Galveston’daki yıllık “Araştırmacılar Çalıştayı”nda paylaşıldı ve ilk bulgular 26 Ocak’ta kamuoyuna aktarıldı. İkizler Çalışması’nın tüm sonuçlarının sunulmasıysa daha bir ya da iki yıl alacak. Nature’daki makalede vurgulanan bilgilere göre Scott Kelly en son uzay görevine çıkmadan önce kendisinden görev sırasında ve dönüşte alınan örneklerde yapılan incelemelerle DNA metilasyonu, gen ifadeleri ve diğer biyolojik göstergelerde değişiklikler saptandı.

Kardeşlerin verilerini değerlendiren araştırmacılar bir takım önemli biyolojik farklılıklara rastlamışlar. Örneğin bağırsak bakteri florasında ve kromozomal yapıda değişiklikler tespit edilmiş. Bulguların en ilginci Scott’un telomerlerinin, yani kromozom uçlarının, daha uzun olması ve dünyaya inince görev-öncesindeki hallerine dönmeleri olmuş. Diğer astronotlar üzerinde de böyle bir olguya rastlanıp rastlanmayacağına yönelik bilgiyi daha çok deney yapılmasıyla anlaşılacak. Ayrıca genetik boyutta Scott’un DNA metilasyon düzeylerinin uzayda kaldığı süre boyunca düştüğü; bu esnada Mark’ın metilasyon seviyesininse arttığı tespit edilmiş.

Bir diğer ekibin bulgularına göre Scott Kelly’nin beyaz kan hücrelerindeki telomerler –kromozomların uçlarındaki bölgeler- görev süresince uzama göstermiş. Telomerler kromozomları yapısal bozunmadan korurlar ve insanlar yaşlandıkça telomerlerin boyu kısalır.

İkiz oldukları için kardeşlerin genetik yapısı son derece benzer. Ancak araştırmacıların buldukları sonuçlara göre Scott yörüngedeyken telomerleri kardeşininkilerden daha uzun hale geçmiş. Scott’un dünyaya dönüşünde telomerlerin eski uzunluğuna geri dönmesiyse tamamen umulmayan bir sonuç. Bir insanın yaşamının seyri boyunca bu telomerler doğal olarak kısalmaktayken, uzay yolculuğu sırasındaki stresin bunları kısaltacağı düşünülmüştü. En azından umulan buydu.

Fakat Colorado Üniversitesi’nden radyasyon biyoloğu Susan Bailey’e göre “Bu sonuç beklediğimizin tam tersine çıktı.”

NASA’nın İnsan Araştırmaları Programı’nda ekip başı olan John Charles’ın sözlerine bakılırsa bilim insanları telomer boyuyla özel olarak ilgilenmekteler çünkü bu yapılardaki erozyonun uzun soluklu uzay görevlerinde ciddi sağlık sorunlarına yol açabileceği düşünülmekteydi. Örneğin Mars’a yapılacak bir yolculukta, seyahatin uzunluğu dolayısıyla potansiyel sağlık risklerinin anlaşılması yaşamsal önemdedir. Scott’un telomerleri mucizevi biçimde uzamış olsa da bu durum yine de gözden geçirilmeye fazlasıyla değer.

NASA görevlilerinin açıklamasına göre Scott’taki telomer uzaması görev sırasında yaptığı fazla vücut egzersizlerine ve düşük kalorili beslenme düzenine de bağlı olabilir.

“Fakat dünyaya dönüşünde, telomerler yeniden kısaldı. Ayrıca ilginç bir biçimde Kasım ayında iki kardeşte de telomeraz aktivitesi (telomerlerin tamirini yapan ve boylarını uzatan enzim) artış gösterdi. Bunun sebebi olarak o tarihlerde aile içindeki stresli bir durumun yaşanması gösteriliyor.”

Sonuçlardaki bir diğer gizem ise DNA metilasyonu denilen ve gen ifadesini DNA moleküllerine bağlanan metil gruplarıyla kontrol eden mekanizmayla ilgili. Araştırmacılar bunun da Scott yörüngedeyken kendisinde azaldığını fakat Mark’ın aynı zaman aralığında bu mekanizmanın arttığını gözlemlemiş.

“Metilasyon işlemi DNA kopyalanmasının gereksiz olduğu gen bölgelerinin kapanması anlamına geliyor. Metilasyondaki değişimleri tespit etmek, çeşitli durumlarda belli genlerin hangi bölgelerinin açılıp okunduğunu ve vücudun bu bölgelerde kodlu olan proteinlere ihtiyacı olup olmadığını anlamak bakımından önemli. Bu ölçümler bize vücudun uzay uçuşlarında nasıl tepkiler verebileceğini gen düzeyinde anlatıyor.”

Bilim insanları uzayda daha fazla süreyle kalan Scott’un –toplamda 520 gün- vücudundaki genlerde kardeşine nazaran daha dramatik değişiklikler gözlemlemişler. Bu değişiklikler daha katı koşullara bağlı olarak gelişmiş olabilir. Dondurulmuş-kurutulmuş yiyecekler, uyku düzeninde değişiklikler ve düşük yerçekimine maruz kalma gibi. Şu anda bilim insanları gerçek anlamda tüm dikkatlerini moleküler yapıda bu durumlara yol açanın ne olduğunu bulmaya yönlendirmiş bulunmaktalar.

Bir diğer araştırma ekibi Scott’un uzaydaki görevinin yarısı tamamlandıktan sonra kemik dokusunda azalmaya rastlamış. Bir başka grup da yere inişinden kısa süre sonra bilişsel kabiliyetlerinde (düşünce hızı ve dikkati) düşüş tespit etmiş.

Ek olarak, tüm-genom dizilimi çalışmalarında Mark ve Scott kardeşlerin ikisinde de kendilerine özgü yüzlerce genetik mutasyona rastlanmış.

“RNA dizgisi (transkriptom) sonuçları ikizler arasında 200.000 RNA molekülünün farklı şekillerde ifade edildiğini gösteriyor. Araştırmacılar, astronot Scott’un genlerinde uzaydayken farklı şekilde çalışmaya başlayan bir ‘uzay geni’ bulup bulamayacaklarını bu olasılıklar dahilinde araştırıyorlar.”

“Bu çalışmanın en önemli tarafı artık bütün bunları yapabiliyor olduğumuzu göstermek oldu. İnsanların uzayda genomik çalışmaların yapılmasının bu kadar kolay olacağını tahmin etmediklerini düşünüyorum.” diyor araştırmaya Johns Hopkins Üniversitesi Tıp Okulu’ndan katılan genetikçi Andrew Feinberg.  Yapılan bu deneyleri tanımlamak için “kolay” kelimesini kullanmak tartışmalı olsa da, deneyler tam anlamıyla derin ve birçok olguyu fazlasıyla aydınlatmaya aday.

John Charles ayrıca şunu belirtiyor: “Özellikle telomer uzamasının her zaman iyi bir şey olmadığını bilmek önemli çünkü bu durum ayrıca bazı hastalık süreçleriyle ve patolojilerle alakalı olabilir. Ancak bu vakamızda konu tamamen bu değil.”

NASA yetkililerine göre, uzayda vücudun nasıl tepkiler verdiğine dair yapılan diğer çalışmalar uzaya uyum, 12 kata kadar kemik yoğunluğu kaybı, kas gücü kaybı ve dolaşım sistemi bozuklukları gibi konularda açık farklılıklar göstermiş. Bu çalışmadaysa araştırmacıların kontrolden alınan genetik numunelerle deneyin etkilerini daha net belirleyebilme şansları doğmuş.

“Eğer Kelly kardeşler astronot olarak seçilmeselerdi NASA genomik araştırmalar bakımından halen daha yavaş bir şekilde yol alıyor olurdu.” diyor Charles.

Halen daha çalışmadan elde edilen bilgilerle yapılacak çok iş olduğu gibi, başka deneylerde başka astronotlardan elde edilecek bilgilere de ihtiyaç vardır. Weill Cornell Tıp Okulu’ndan Christopher Mason’a göre: “Veriler henüz o kadar taze ki bir kısmı daha yeni yeni dizileme makinasından çıkmakta. Bazı sonuçlar hakem görüşünden henüz geçti ve bütün verilerin toplanması ve yayınlanması birkaç yıl alabilir.”

İnsanı Mars’a yerleştirme operasyonuna yaklaşmaya az kalmışken, bu çalışmanın değeri daha da artmaktadır. Kırmızı gezegene yapılacak yalnız başına bir yolculuk 6 ayı alacaktır. Bu yüzden tayfalar uzayda en az 1 yıl geçirmelidirler. Astronotların güvenli olması en önemli gerekliliklerden bir tanesidir ancak yakında sadece onlar için olmaktan ziyade ufukta yaklaştığı görülen özel ticari uzay yolculuklarıyla uzaya çıkacak olan birçok insan için de bu türden çalışmalar hayati önem taşıyor.

İnsan vücudunun uzun uzay yolculuklarına nasıl cevaplar verdiğini anlamak belli ki çok iş gerektiriyor ama birileri artık bir şeyler yapmalıydı. Özellikle Mars’ta kedi kolonisi kurmak hayalimiz olunca…

A. Caner SÖNMEZ

MATEMATİKSEL

Kaynaklar: Gizmodo, Space, Seeker, Nature, NASA

Yazıyı Hazırlayan: Caner Sönmez

Yaşamı anlamlandırma yürüyüşündeki insanlardan biriyim. Bilim ve müzik bu yolda benim çok değerli eşlikçilerim. Nazilli Anadolu Lisesi ve Muğla 75. Yıl Fen Lisesi’nin devamında Ankara Üniversitesi’nden yüksek lisans derecesiyle 2013’te mezun oldum. Alanım mikrobiyoloji, tezimi Salmonella suşlarının genetik farklılıklarının analizi üzerine verdim. İyi düzeyde İngilizce ile orta düzey Almanca biliyorum. Fransızca öğreniyorum. Şu an Anadolu Üniversitesi AÖF’de Sosyoloji okumaktayım. Gitar ve piyano çalar, biraz söz yazarım. Tarih, felsefe kitaplarına, bilimsel yayınlara ilgiliyim. Deniz ve göl kenarlarında veya bir ormanda dolaşırken saat kavramım yitip gider. Eğitimin ve toplumsal bilinçlenmenin yaşamsal önemine yürekten inanmışım. Küçük yaşta geçirdiğim beyin ameliyatının etkisi midir bilmem; dünyada bir gün tüm beyinlerin birbirine bağlanması, dolayısıyla anlama kapasitelerimizin sonsuzluğa kavuşması hayalimdir. Bir de çocukların hepsinin birlikte gülmesi… Son olarak: “Bilimsel bilgiyi küçük bir grubun tekeline bırakmak bir toplumun düşün gücünü zayıflatır, onu tinsel yoksulluğa sürükler.” sözü için Albert Einstein’a; “Gelmiş geçmiş tüm dikkat gerektiren uğraşlar içerisinde, sevmek uğraşı üzerinde gösterilen dikkat, en yaşamsal önemde olanıdır.” sözü için de Bertrand Russell’a sonsuz şükranlarımla.

Bunlara da Göz Atın

Sıfırın Kökeni Hakkındaki Bildiklerimiz Değişecek

Mutlak yokluğu temsil eden sıfır kavramı cebirin, diferansiyel-integral hesapların ve bilgisayar bilimlerinin önünü açarak matematikte …

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir