2022 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü'nden Ne Anlamalıyız?

İnsanlık her zaman kökenleriyle ilgilendi. Biz nereden geliyoruz ve bizden öncekilerle nasıl bir ilişkimiz var? Modern insanı (Homo sapiens) diğer homininlerden farklı kılan nedir?

Dünyanın tıp alanında en prestijli ödülü olan Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü 2022 yılı için sahibini buldu. Almanya’da bulunan Max Planck Evrimsel Antropoloji Enstitüsü’nden Svante Pääbo, soyu tükenmiş homininlerin (Neandertal ve Denisova) genomları ve insan evrimi ile ilgili keşifleri için bu ödüle layık görüldü.

Öncü araştırması sayesinde Svante Pääbo, görünüşte imkansız görünen bir şeyi başardı: günümüz insanının soyu tükenmiş bir akrabası olan Neandertal'in genomunu dizilemek/tanımlamak. Ayrıca daha önce bilinmeyen bir hominin olan Denisova'nın sansasyonel keşfini yaptı. Daha da önemlisi, Pääbo, yaklaşık 70.000 yıl önce Afrika'dan göçün ardından, şimdi soyu tükenmiş bu homininlerden Homo sapiens'e gen aktarımının gerçekleştiğini de keşfetti. Günümüz insanlarına giden bu eski gen akışı, örneğin bağışıklık sistemimizin enfeksiyonlara nasıl tepki verdiğini etkilemek gibi, günümüzde fizyolojik bir öneme sahiptir.

Pääbo'nun ufuk açıcı araştırması, tamamen yeni bir bilimsel disiplinin doğmasına yol açtı; paleogenomik. Keşifleri, tüm yaşayan insanları soyu tükenmiş homininlerden ayıran genetik farklılıkları ortaya çıkararak, bizi benzersiz şekilde insan yapan şeyin araştırılması için temel sağlar.

Dr Paabo ve ekibi yüzyıllar boyunca kimyasallara, diğer canlı DNA’larına maruz kalıp hasar alan antik DNA’ları analiz etmenin yollarını geliştirmiştir. 2010 yılında Neandertal genomunu sekanslamayı başarmıştır. Sonuçlara göre, Avrupa ve Asya kökenli insanların genomlarının yüzde 4’ü Neandertaller'de de bulunmaktadır.

Bunun yanı sıra, Sibirya’da bir mağarada 2008 yılında bulunan 40 bin yıllık parmak kemiğinin de kökeninin tanımlanmasını sağlamıştır. Kemikten izole edilen DNA ne Neadertallerle ne modern insanla benzerlik göstermektedir. Bu yeni grup Denisovanlar olarak isimlendirilmiştir. Denisovan genleri, günümüzde yaşayan milyarlarca insanda bulunmaktadır.

Nereden Geliyoruz?

Kökenimiz ve bizi benzersiz kılan şey, eski zamanlardan beri insanlığı meşgul ediyor. Paleontoloji ve arkeoloji, insan evrimi çalışmaları için önemlidir. Araştırmalar, anatomik olarak modern insanın, yani Homo sapiens'in ilk olarak yaklaşık 300.000 yıl önce Afrika'da ortaya çıktığını, en yakın akrabalarımız olan soyu tükenen Neandertallerin ise Afrika dışında geliştiğini ve yaklaşık 400.000 yıldan 30.000 yıl öncesine kadar Avrupa ve Batı Asya'ya yerleştiğine dair kanıt sağladı. Yaklaşık 70.000 yıl önce, Homo sapiens grupları Afrika'dan Orta Doğu'ya göç etti ve oradan dünyanın geri kalanına yayıldı. Homo sapiens ve Neandertaller böylece on binlerce yıl boyunca Avrasya'nın büyük bir bölümünde bir arada yaşadılar. Ama soyu tükenmiş Neandertallerle olan ilişkimiz hakkında ne biliyoruz? İpuçları genomik bilgiden elde edilebilir. 1990'ların sonunda, neredeyse tüm insan genomu dizilendi. Bu, farklı insan grupları arasındaki genetik ilişkinin daha sonraki çalışmalarına izin veren önemli bir başarıydı. Bununla birlikte, günümüz insanları ve soyu tükenmiş Neandertaller arasındaki ilişkinin araştırılması, arkaik örneklerden elde edilen genomik DNA'nın dizilenmesini gerektirecektir.

Bu Keşiflerin Modern Tıp için Anlamları Nelerdir?

• Dr Paabo’nun Neandertal genomu çalışmalarının modern tıbba pek çok yansımaları bulunmaktadır. İnsan genomu çok az oranda "antik gen" içermesine karşın, bu genlerin şizofreniden, COVID-19’a kadar pek çok hastalık riskinde önemli olduğu bilinmektedir. Örneğin, Tibet gibi yüksek bölgelerde yaşayan insanlar, antik genler sayesinde bu bölgelere uyum sağlamıştır.
• Neanderthal ve Denisovan genomlarının bilinmesi, insana özgü genlerin keşifleri için oldukça önemlidir. Eylül 2022’de, insanlarda bulunan bir gen varyantının laboratuvar ortamındaki beyin dokusu yapılarının gelişimini artırdığı keşfedilmiştir.
• İnsana özgü genlerin keşfi, kanser gibi çoklu gen bozukluklarından kaynaklanan hastalıklarda yeni tedavilerin önünü açabilir.

*

Aşağıda, 2022 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü’nün grafik özeti görülebilir:

Şekil 1. DNA, hücrede iki farklı kompartmanda lokalizedir. Nükleer DNA, genetik bilginin çoğunu barındırırken, çok daha küçük mitokondriyal genom binlerce kopya halinde bulunur. Ölümden sonra, DNA zamanla bozulur ve sonuçta sadece küçük miktarlar kalır. Aynı zamanda, örneğin bakterilerden ve çağdaş insanlardan gelen DNA ile kontamine olur.

*

Şekil 2. A. Pääbo, soyu tükenmiş homininlerden alınan kemik örneklerinden DNA çıkardı. İlk olarak, Neandertallere adını veren Almanya'daki Neandertal'den bir kemik parçası elde etti. Daha sonra, Güney Sibirya'daki Denisova Mağarası'ndan, Denisovalılara adını veren bölgeden bir parmak kemiği kullandı. B. Homo sapiens ile soyu tükenmiş homininler arasındaki evrimi ve ilişkiyi gösteren filogenetik ağaç. Filogenetik ağaç aynı zamanda Pääbo tarafından keşfedilen gen akışlarını da gösterir.

*

Şekil 3. Pääbo'nun keşifleri, Homo sapiens'in Afrika'dan göç edip dünyanın geri kalanına yayıldığı sırada dünyanın nüfus dağılımı hakkında önemli bilgiler sağlamıştır. Avrasya kıtasında batıda Neandertaller, doğuda Denisovanlar yaşıyordu. Homo sapiens, DNA'mızda kalan izler bırakarak kıtaya yayıldığında melezleşme meydana geldi.

*

Şekil 4. Pääbo'nun ufuk açıcı çalışması, bizi benzersiz şekilde insan yapan şeyin ne olduğunu açıklamak için bir temel sağlar.

*