Astronot İkizler ve Uzay Yolculuğunun Genetik Etkileri İncelenmeye Devam Ediyor

Uluslararası Uzay İstasyonu’ndan dönüşünden sonra yaklaşık 2 yıldır karşılaştırmalı genomik çalışmalarla incelenmekte olan astronot ikizler, Scott ve Mark Kelly, insan vücudunun uzun uzay yolculuklarına nasıl cevaplar verdiğini anlamamız yönünde adımları ilerletmemize yardımcı olan önemli bulgular sunuyorlar.

Yaklaşık 25 ay süresince yapılan araştırmalar ilginç sonuçlarıyla birlikte Science dergisinde yayımlandı…

2015 yılı Mart ayında astronot Scott Kelly ve kozmonot Mikhail Kornienko Uluslararası Uzay İstasyonu’na Kazakistan steplerinden havalanarak 1 yıl sürecek olan bir uzay yolculuğuna çıkmışlardı.

Bu olay, uzay yolculukları tarihinde bir ilkti. Projenin amacı ileride daha da uzak gezegenlere ve öncelikli olarak Mars’a yapılacak olan uzay yolculuklarına hazırlanmak için çeşitli olası fizyolojik ve psikolojik değişiklikleri belirlemek ve bunlarla baş etmede yöntemler geliştirmekti. Scott Kelly’nin dönüşü de NASA tarafından Mart 2016’da kamuoyuna duyurulmuştu.

Uzay araştırmalarında milat olan bir deneyin başlangıcı, ikizlerin deneyde nasıl bulundukları ve deneyin gelişimi hakkında kısaca bahsetmek yerinde olur.

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 Mark ve Scott Kelly kardeşlerden biyolojik numuneler alındı. Scott, 340 günlüğüne Uluslararası Uzay İstasyonu’ndayken Mark dünyadaydı. İkizlerle 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 almış bulunmakta. Bazı erken sonuçlar, NASA İnsan Araştırmaları Programı’nın Texas, Galveston’daki yıllık “Araştırmacılar Çalıştayı”nda açıklandı ve ilk bulgular 26 Ocak 2017’de kamuoyuyla paylaşıldı.

İkizler Çalışması’nın tüm sonuçlarının sunulmasıysa daha bir ya da iki yıl alacağı belirtilmişti. 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 saptanmıştı.

Geçen 25 ay içerisinde fizyolojik, telomerik, transkriptomik, epigenetik, proteomik, metabolomik, immün, mikrobiyomik, kardiyovasküler, göz sağlığı ve bilişsel becerilerle ilgili bilgiler toplanarak yapılan ve ilerleyen deneylerle elde edilen bulgular genişlemiş ve uzaydan dönen astronot Scott Kelly’nin tüm genom analizleri neticesinde gen işlevlerinin dönüşünden 6 ay sonrası itibariyle %91 oranında görev öncesi hâline geri dönüş yaparak dünyada kalan kardeşi Mark Kelly ile benzer çizgiye geldiği tespit edilmiş. Yalnız yine de özellikle bilişsel becerilerde, sebebi bilinmeyen şekilde, kalıcı denebilecek bir takım düşüşler gözlemlenmiş.

Kardeşlerin verilerini değerlendiren araştırmacılar bazı önemli biyolojik farklılıklara da 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 bilgi daha çok deney yapılmasıyla anlaşılacak.

Bir insanın yaşamının seyri boyunca bu telomerler doğal olarak kısalmaktayken, uzay yolculuğu sırasındaki stresin bunları daha da kısaltacağı düşünülmüştü başta. En azından umulan buydu.

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 ve bilim insanları telomer boyuyla özel olarak ilgilenmekteler çünkü bu yapılardaki erozyonun uzun soluklu uzay görevlerinde ciddi sağlık sorunlarına yol açabileceği düşünülmekte.

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

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’ta 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 düzenindeki bozulmalar ve düşük yerçekimi etkileri gibi.

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. Ve bu sonuç 2 yıl sonunda da halen geçerli gözüküyor.

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 araştırmaya devam ediyorlar.”

“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.

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.

Halen daha çalışmadan elde edilen bilgilerle yapılacak çok iş olduğu gibi, başka deneylerde başka astronotlardan elde edilecek bilgilere de ihtiyaç var.

Weill Cornell Tıp Okulu’ndan Christopher Mason: “Veriler henüz o kadar taze ki bir kısmı daha yeni yeni araştırmacıların eline geçiyor. Bazı sonuçlar hakem görüşünden henüz geçti ve bütün verilerin toplanmasıyla yayınlanması birkaç yıl alabilir.” dedikten sonraki 2 yıllık süreçte elde edilenler “Uzay Geni” araştırmalarında çığır açacak noktaya ulaştı.

340 günlük bir uzay macerası tecrübesinin sonucunda anlaşıldı ki, insanlık bu süre zarfında geçebilecek bir uzay yolculuğunun etkilerine sağlıklı şekilde dayanabilecek biyolojik donanıma sahip.

İnsanlığı Mars’a yerleştirme operasyonlarına yaklaşmışken, bu çalışmanın değeri daha da artmaktadır.

Kırmızı gezegene yapılacak yalnız başına bir yolculuk 6 ayı alacaktır. Bu yüzden astronotların güvenli olması en önemli gerekliliklerdendir ancak yakında sadece onlar için olmaktan ziyade ufukta görülen özel ticari uzay yolculukları furyasıyla uzaya çıkacak olan birçok insan için de bu tür çalışmalar hayati önem taşıyor artık.

İnsan vücudunun uzun süreli uzay yolculuklarına nasıl cevaplar verdiğini anlamak belli ki çok fazla iş gerektiriyor. Yine de birileri bir şeyler yapmalı. Özellikle Mars’ta kedi kolonisi kurmak hayalimiz olunca…

A. Caner SÖNMEZ

Matematiksel

Kaynaklar ve İleri Okuma: Gizmodo, Space, Seeker, Nature, NASA, Science

Caner Sönmez

Yaşamı anlamlandırma yürüyüşündeki insanlardan birisiyim. 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. Tezimi Salmonella suşlarının genetik farklılıklarının belirlenmesi üzerine verdim. İyi düzey İngilizce, orta düzey Almanca, başlangıç düzeyinde Fransızca biliyorum. Aynı zamanda Anadolu Üniversitesi AÖF Sosyoloji öğrencisiyim. Gitar ve piyano çalmaktayım. Tarihî, felsefî ve sanatsal konular okumaktan zevk alırım. Bilimsel gelişmeleri ve yayınları takip ederim. Doğa aşığıyım. Doğa gözlemlerinde zaman kavramım yiter gider. Mikro ya da makro düzey fark etmez... Eğitimin ve toplumsal bilinçlenmenin yaşamsal önemine yürekten inanmışım. Küçük yaştayken 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 şükranla.

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Başa dön tuşu
Kapalı