Proteinlerle zamanda yolculuk

Zaman yolculuğu kavramı 1895’te H.G. Wells’in “Zaman Makinası” (The Time Machine) kitabının yayımlanması ile popülerleşti ve bilim kurgu edebiyatı ile günlük yaşamımıza girdi. O günden bugüne geçen yaklaşık 122 yıllık zaman diliminde pek çok öyküye, filme ve diziye de konu oldu. Doctor Who’nun Tardis’inden, Outlander’ın zamanda yolculuğu sağlayan gizemli kayalıklarına ve  Geleceğe Dönüş’ün De-Lorean’ına, zaman makineleri çeşitli formatlarda karşımıza çıkmakta.  Geçmişe ve geleceğe yolculuk şimdilik pratikte mümkün olmasa da, geçmiş toplumların ve canlıların nasıl yaşadıkları, canlıların nasıl evrimleştiklerine ilişkin sorulara ayna tutacak bilimsel yöntemler geliştirilmekte. Bugün DNA dizilerinin karşılaştırmaları ve fosil kayıtlarından, geçmişte yaşayan canlılara ve onların evrimlerine dair bilgileri elde edebilmekteyiz.

Bilim insanları ölü organizmalar ya da onların kalıntılarının tamamen yok olmadığını ve zamanda moleküler izler bıraktıklarını biliyor. Örneğin bu moleküler izlerden olan yağların DNA’ya oranla daha dayanıklı olduğu bilinmekte. Benzer bir süreç protein molekülleri için de geçerli. Araştırmacılar protein moleküllerinin DNA’ya oranla daha yavaş bozunduğunu bilse de bu yavaş bozunumun hangi koşullarda gerçekleştirdiği bugüne kadar bilinmemekte idi. eLife dergisinde 27 Eylül 2016 tarihinde yayımlanan araştırma proteinlerin fosil kayıtlarında DNA’ya göre daha fazla korunduğunu ve mineral yüzeyler bağlanan yumurta kabuğu proteinlerinin bazı parçalarının  milyonlarca yıllık  süreçlerde koruna-bildiğini açığa çıkardı.* . Araştırmacılar, Tanzanya’daki 3.8 milyon yaşında olan Laetoli ve 1.3 milyon yaşında olan Olduvai Gorge arkeolojik kazı alanlarında bulunan devekuşu yumurtası fosillerindeki protein dizilerinin ne kadar ve nasıl korunduğunu araştırdı. Bunun yanında yumurta kabuğunda yer aldığı bilinen protein dizilerini kullanan araştırmacılar bilgisayarda modellemeler yaparak, protein dizilerinde yer alan belirli bölgelerin (peptid dizilerinin) yumurta kabuğunun mineral yüzeyine bağlanmasında görev aldığını ve bu bölgelerin proteinlerin daha kararlı(sağlam) bir şe-kilde bağlanmasını sağladığını gördüler.
Araştırma, arkeolojik alanlarda keşfedilen yumurta fo-sillerinden elde edilecek protein dizilerinin evrimsel ilişkileri anlamada kullanılabileceğini göstermesi bakımından oldukça önemli. Antik örneklerden elde edilen DNA örneklerinin yaşları yüz bin yıllarla ifade edilirken, bu örneklerden elde edilen proteinlerin yaşları milyon yıllarda. Protein örnekleri canlılığın evrimsel tarihinin daha erken dönemlerine ışık tutacak potansiyele sahip. Bunun yanında yumurta kabuğu gibi biyolojik mineral yüzeyler, antik protein örneklerinin korunması ve bugüne kadar kalabilmesi için mükemmel kaynaklar. Proteinlerle geçmişe yolculuk mümkün!

* Demarchi et al. Protein sequences bound to mineral surfaces persist into deep time. eLife, 2016; 5 DOI: 10.7554/eLife.17092 
 “Ancient eggshell protein breaks through DNA time barrier.” ScienceDaily, 27 September 2016.