2016’nın heyecan verici keşif ve buluşları

Science dergisinin 23 Aralık 2016 tarihli sayısı1, 1.3 milyon yıl önce iki kara deliğin çarpışmasının sonucu ortaya çıkan yer çekimi dalgalarının tespitini 2016 yılının keşfi olarak seçti. Yer çekimi dalgalarının varlığını bundan yüzyıl önce Albert Einstein tahmin etmişti. Dergi editörleri 2016 yılının iddialı keşif ve buluşlarını da  yine bu sayıda ele aldı. Bunların bir kısmını sizler için derledik.

GÜNEŞ SİSTEMİNİN DIŞINDA YAŞANABİLİR BİR GEZEGEN ADAYI, PROXİMA B

Proxima b'nin bir ressam tarafından çizilen hayali/tahmini yüzeyi.  Proxima b kırmızı cüce yıldız Proxima Centauri’nin (Resimdeki sarı renkle gösterilen büyük yıldız) etrafında dönmekte. Proxima Centauri güneş sistemimize en yakın olan yıldızdır. Resimde Proxima Centauri’nin yukarısında ise çift yıldızlar olan Alpha Centauri AB gösterilmekte. Dünyadan biraz daha büyük bir gezegen olan Proxima b Proxima Centauri'nin çevresindeki yaşanabilir bölgede bulunmakta ve buradaki yüzey sıcaklığı sıvı halde su bulunabilmesi için oldukça uygun (ESO/M. Kornmesser).

Bu yılın 24 Ağustosu’nda Avrupa Güney Gözlemevi (European Southern Observatory, ESO) Proxima b gezegeni adı verilen yeni bir ekso-gezegenin keşfini tüm dünyaya duyurdu2. Proxima Centauri adlı kırmızı cüce yıldızın etrafını 11 günde dönen Proxima b, yaşanabilir bölgede bulunma potansiyeli nedeniyle bilim insanlarını heyecanlandırıyor. Centaurus Takımyıldızı’nın çıplak gözle görülmeyen bir üyesi olan kırmızı cüce yıldız Proxima Centauri, güneş sistemimizden yalnızca dört ışık yılı uzaklıkta bulunuyor ve dünyaya güneşten sonra en yakın olan yıldız.  Proxima Centauri 2016 yılının ilk yarısında Şili’de La Silla’daki 3.6 metre uzunluktaki ESO teleskobunun üzerinde bulunan HARPS spektrografı ve dünyanın dört bir tarafında bulunan teleskoplarla ile düzenli bir şekilde gözlemlendi. Proxima Centauri’nin ışığının frekansında her 11.2 günde küçük kaymalar tespit edildi. Araştırmacılar, bu kaymaların cüce yıldız etrafında dönen bir gezegenin çekimi nedeniyle olabileceğini düşündü. Astronomlardan oluşan geniş bir araştırma ekibinin başlattığı Pale Red Dot (Soluk Kırmızı Nokta) kampanyası ile Proxima b gezegeni keşfedildi. Carl Sagan’ın dünyayı tanımlarken kullandığı Pale Blue Dot (Soluk Mavi Nokta) tanımlamasına atfen Soluk Kırmızı Nokta kampanyası, kendinden önceki gözlemleri de gözönüne alarak oldukça başarılı oldu.

Proxima b, kendi yıldızı olan Proxima Centauri’ye Dünya-Güneş mesafesinin yirmide biri uzaklığında bulunuyor.  Ancak Proxima Centauri bizim güneşimize göre daha sönük bir kırmızı cüce yıldız. Bu nedenle Proxima b’nin yüzey sıcaklığının çok yüksek olmadığı ve suyun sıvı halde bulunmasına elverişli olduğu, bu nedenle de yaşanabilir bölgede olduğu düşünülüyor. Ancak bu demek değil ki her şey güllük gülistanlık! Proxima b’nin yüzeyi yüksek olasılıkla yıldızından gelen güneş fırtınaları, X-ışınları ve mor ötesi ışınların bombardımanı altında.  Bunun yanında özel kaynaklarla fonlanan iki projeden birincisi, Alpha Centauri yıldız sistemine yirmi yıllık bir yolculuktan sonra ulaşacak minik uzayaraçları filosu gönderme planlarını nisan ayında kamuoyuna duyurdu. İkinci proje ise özel olarak Alpha Centauri’de yer alan gezegenlerin resimlerini çekmek üzere bir uzay teleskobu inşa etmeyi planlıyor.

TASARIM PROTEİNLER 

Yaşamın önemli yapı taşlarındandır proteinler. Hücre içi ve dışında önemli görevleri vardır. Kimyasal tepkimeleri hızlandırır, kasların çalışmasını sağlar, hücre içi ve hücreler arası iletişimi sağlar ve hücrelerin işgalci organizmalara karşı korunmasında işlev görürler. Her protein 21 farklı çeşit olan ve amino asit denilen yapıtaşlarının sıralanmasından oluşur. Proteinler, ribozom adı verilen hücre organlarında yapılırken düz bir iplik olarak üretilirler. Üretim esnasında ve sonrasında bu iplik, içerdiği amino asitlerin özelliklerine göre üç boyutlu son halini almak üzere katlanır. Proteinlerin bu üç boyutlu yapıları onların işlevini belirler.

Bilim insanları, bu katlanmayı sağlayan mekanizmaları henüz tam anlamıyla çözebilmiş değil. Bu nedenle bilim insanları uzunca bir süredir protein dizilerinin nasıl katlandığını belirlemeye çalışan bilgisayar programları geliştirmekte ve yeni özelliklere sahip proteinler tasarlayarak bunların hangi fizikokim-yasal yollarla katlandığını anlamaya çalışmakta.

Bu yılın şubat ayında, Washington'dan bir grup araştırmacının liderliğindeki bir araştırma ekibi böylesi bir programı kullanarak bütün grip virüslerine karşı etkili olabilecek evrensel bir grip aşısı tasarladı. Yine temmuz ayında, ekibin içinden pek çok araştırmacının da içinde bulunduğu bir ekip oyuk bir kafes oluşturacak şekilde kendi kendine bir araya gelebilen proteinler oluşturmayı başardı. Bu protein oyukları ileride belki de bir çok hastalığın tedavisinde ilaç ya da DNA parçası taşıyıcı olarak kullanılabilme potansiyelini taşımakta. Doğada rastladığımız protein çeşitliliğinin sınırlarını aşarak genişleten bu araştırmalar 2016 yılına damgasını vurdu.

LABORATUVAR YAPIMI FARE YUMURTALARINDAN ELDE EDİLEN YAVRULAR

IVF, in vitro fertilizasyon ya da hepimizin bildiği ismiyle tüp bebek yöntemi, üreme teknolojilerinde çığır açmıştı. Kök hücre teknolojileri ise günümüzde daha büyük sıçramalar yaratmaya gebe. Bu yıl Japonya’dan araştırmacılar, tamamen laboratuvarda üretilen, büyütülen fare yumurtalarından, yavru fareler üretmeyi başardı. 2012 yılında aynı araştırmacılar, kök hücrelerden kısır olmayan yumurta hücreleri üreterek bu çalışmanın ilk basamağını oluşturmuştu. Ancak o dönem geliştirilen yöntem yeterince olgun olmayan yumurta hücrelerinin üretilmesini sağlıyor ve bu daha az olgun yumurta hücreleri laboratuvarda farelere aktarılarak yumurtaların olgunlaşması sağlanıyordu. 2016 yılında, aynı araştırma ekibi, olgun yumurta hücrelerinin tamamen laboratuvarda üretilmesini sağlayacak bir yöntem geliştirdi. Bunun için olgun olmayan yumurta hücrelerinin farelere aktarılmasının yerine, bu hücreler fare fetüslerinden alınan yumurtalık hücre kümelerinin içinde büyütüldü. Bu şekilde olgunlaşan yumurtalar fare spermleri ile döllenerek oluşan embriyolar, taşıyıcı anne farelere nakledildi. Oluşturulan embriyolardan yalnızca yüzde 3'ü sağlıklı gelişti ve bu yavrular yetişkinliğe doğurgan ve sağlıklı bir şekilde erişti. Sırada insan kök hücrelerinden sağlıklı yumurta hücrelerinin üretilebilmesi ile geliştirilecek kısırlık tedavileri bulunuyor.

AFRİKA'DAN ÇIKIŞ: DALGALAR HALİNDE Mİ? TEK DALGA MI?

Modern insanın, Homo sapiens’in evriminde Afrika’dan çıkış önemli bir aşama. Afrika’da doğan Homo sapiens, son yüz bin yılda dünyanın en ücra köşelerine yayılarak oradalarda yaşayan daha arkaik türlerle tanıştı ve  kaynaştı. Bilim insanları uzunca bir zamandır modern insanların nasıl ve ne zaman Afrika’dan ayrıldıklarını tartışmaktaydı. Tartışmanın merkezinde bu çıkışın tek bir göçle mi yoksa tekrarlayan göç dalgalarıyla mı olduğu sorusu vardı. Bu sorunun cevabı 2016 yılında yayımlanan genom dizileme çalışmaları ile bulundu. Afrika dışında yaşayan insanların çoğunun kökeni Afrika’dan yayılan tek bir göç dalgasıdır. 2016 yılında yayımlanan bağımsız üç çalışmada da araştırmacılar Avustralya, Papua Yeni Gine ve Afrika gibi dünyanın uzak bölgelerinde yaşayan, daha yalıtılmış Aborjinal topluluklardan yüzlerce örnek toplayarak buralarda yaşayan insanların genom dizilerini ortaya çıkardı. Karşılaştırmalı dizi analizleri ve evrimsel ağaçlar oluşturarak, eski popülasyonların evrim ağacında nasıl farklı dallara ayrıldıklarını aydınlatmaya çalıştı. Bu çalışmalardan biri Avustralya’dan 83 farklı Aborjin genom dizisini analiz etti ve daha önce düşünülenin aksine, Avustralya’ya bundan yaklaşık 70 bin yıl kadar önce modern insanın bir kez yerleştiğini gösterdi. Aborjinler ile Avrasyalıların atalarının da aynı tarihlerde Afrikalılardan ayrıldığı açığa çıkarıldı. Bu da Aborjinler ile Avrasyalılar ayrılmadan önce tek bir göç dalgası anlamına geliyor. 142 popülasyondan 300 genom dizisini içeren ikinci çalışma da bundan yaklaşık 50 bin yıl önce gerçekleşen ve Afrikalı olmayan tüm diğer toplulukların kökeni olan tek bir göç dalgasına işaret etti. 125 farklı popülasyondan 379 genom dizisini inceleyen üçüncü çalışma ise küçük bir farklılıkla benzer sonuçları bildirdi. Bu çalışmaya göre, Papua Yeni Ginelilerin genomlarının yaklaşık yüzde 2’si ayrı ve bu son göçten daha önce gerçekleşmiş (Muhtemelen yaklaşık 100 bin yıl önce)  bir göç olayının izlerini taşıyor. Fosil kanıtları bu dönemlerde modern insanın Ortadoğu’ya ulaştığını gösteriyor. Hindistan ve Arabistan’da bulunan taş aletler bu tür bir erken göçe işaret ediyor.