Avery ve DNA: Bir Pnömokok Deneyinin Kalıtım Molekülünü Gösterişi, 1944

Avery ve DNA: Bir Pnömokok Deneyinin Kalıtım Molekülünü Gösterişi, 1944

Griffith'in şaşırtıcı faresi

1928'de İngiliz bakteriyolog Frederick Griffith, pnömokok adlı zatürre bakterisiyle bir deney yayımladı. Bu bakterinin kapsüllü ve hastalık yapan bir türü (tip III), kapsülsüz ve zararsız bir türü (tip II) vardı. Griffith, ısıyla etkisizleştirilmiş kapsüllü bakteriyi canlı kapsülsüz bakteriyle karıştırınca, canlı bakterilerin kapsül kazandığını ve hastalık yapabildiğini gösterdi; bunu hem farelerde hem de tüpte görmüştü. Bir şey, ısıyla etkisizleştirilmiş hücrelerden canlı hücrelere geçiyor ve onların kalıtsal bir özelliğini değiştiriyordu. Griffith buna "dönüştürücü ilke" adını verdi. Ne olduğu belli değildi.

Bu bulgu on altı yıl boyunca bir bilmece olarak kaldı. Soru, bir bakterinin kapsülünü değiştiren maddenin kimyasal kimliğiydi: protein mi, karbonhidrat mı, lipit mi, nükleik asit mi? O yıllarda yaygın kanı, kalıtım bilgisinin proteinlerle taşınabileceği yönündeydi, çünkü proteinler çok çeşitli ve karmaşık sayılıyordu; DNA ise dört yapı taşından oluşan "fazla basit" bir molekül gibi görülüyordu.

Nisan 1943'in başında üç araştırmacı bulgularını Enstitü'nün Bilimsel Yöneticiler Kurulu'na sundu. 13 Mayıs 1943'te Avery'nin kardeşi Roy'a yazdığı 14 sayfalık bir mektup bilinir; mektupta çalışmanın heyecanını ve bulguların kabul görmeyeceği kaygısını birlikte anlattığı aktarılır. Maddenin bir virüs ya da gen gibi davranabileceğini düşündüğünü yazdığı söylenir (kavramsal özet). Avery kuşkuculuğu baştan hesaba katmıştı; yıllar önce meslektaşı Alphonse Dochez'le birlikte yürüttüğü bir çalışma tartışma yaratmıştı. Bu yüzden bulguyu aylarca Hastane içinde incelemeye sundu ve makalede etkinliğin DNA'ya eşlik eden çok az miktarda başka bir maddeden kaynaklanabileceğini de açıkça yazdı (kavramsal özet). 1944'te Journal of Experimental Medicine'da yayımlanan makale (cilt 79, sayı 2, sayfa 137-158), maddenin DNA olduğunu savunmakla birlikte yorumunu temkinle kurdu.

Neden hemen kabul edilmedi?

İlk tepki karışıktı. Bazı çağdaşlar dönüşümün genetik maddeyi bakteriler arasında taşıdığını ve bu maddenin büyük olasılıkla DNA olduğunu hemen gördü; birçoğu ise DNA'nın kalıtımı taşıyamayacak kadar basit olduğu düşüncesiyle ikna olmadı. Avery'nin Enstitü'deki meslektaşı Alfred Mirsky, etkin olanın DNA'ya bağlı bir protein olduğunu, arıtma sırasında bir miktar proteinin kalıp DNA'yı kirletmiş olabileceğini savundu. Bu itiraz saçma değildi: Cold Spring Harbor'dan H. Bentley Glass, 1946'da arıtmanın bir miktar proteinin kalmadığına herkesi ikna edecek kadar tam olmadığını anlatır (kavramsal özet). Aynı yıl Avery ve McCarty'nin iki yeni makalesi, DNA'yı parçalayan enzimin (DNaz) etkinliği yok ettiğini gösterdi; McCarty sonraki yıllarda bu verilerin kuşkuculara pek yer bırakmadığını yazdı (kavramsal özet).

Sonrası zincir gibi geldi. Erwin Chargaff 1944 makalesini okuyunca laboratuvarını lipoproteinlerden nükleik asitlere çevirdi ve 1950'ye gelindiğinde DNA'daki baz oranlarının türden türe değiştiğini gösterdi: DNA düşünüldüğünden daha karmaşıktı. 1952'de Hershey ve Chase'in bakteriyofaj deneyi, virüsten bakteriye yalnızca DNA'nın girdiğini gösterdi ve birçokları bunu nihai doğrulama saydı; Watson ve Crick'in 1953'teki yapı makalesi izledi (planın ilerleyen gününde). 1944 koşullarında yayın dolaşımı kısıtlıydı ve dergi dar bir okur kitlesine sahipti; yine de makalenin 1954'e kadar üç yüzü aşkın atıf aldığı bildirilir.

Kanser tarihine bağı: ne var, ne yok

Kaynakları taradığımda 1944 makalesinin kanserle ilgili olduğunu gösteren bir şey bulamadım: Avery pnömokokla çalışıyordu ve kullandığım özet kaynaklarında kanser tartışması geçmiyor. Makalenin kendisini okumadım; bu yüzden bağın makalenin içinde değil, çevresinde olduğunu söylüyorum.

Bağ şudur ve bu benim yorumumdur: 98. günde Boveri'nin kanserin kromozom dengesizliğinden doğabileceği hipotezini, 99. günde Yamagiwa'nın katranla ürettiği tümörü, 97. günde Rous'un virüsle bulaşan sarkomunu gördük. Bu üç anlatı da aynı soruyu açık bırakıyordu: bir hücrenin kanserli kalmasını sağlayan, bölündükçe sonraki hücrelere aktarılan şey nedir? Kalıtsal bir değişiklik ancak kalıtımın molekülü bilinirse somut biçimde sorulabilir. 1944 deneyi bakterilerde bu molekülün DNA olduğunu gösterdi; kansere dönüşen soru, insan hücrelerinde DNA'da bir değişikliğin kanseri başlatıp başlatamayacağıydı ve bunun cevabı çok daha sonra geldi. Yani 1944, kanser için bir cevap değil, bir sorunun yer değiştirdiği andır.

Bu bağın sınırını da açık söylemeliyim: DNA'nın kalıtım molekülü olması, kanserin DNA'daki bir değişiklikten doğduğunu kanıtlamaz. O kanıt çok sonra, onkogenlerle ve tümör baskılayıcı genlerle geldi ve serinin ilerleyen günlerinde ayrı ayrı anlatılacak. 1944'ün yaptığı, bu sorunun sorulabilir hale gelmesiydi.

Daha ağır bir bağ da var ve o bir yorum değil kayıttır: Avery 1954 yazının sonunda yapılan bir ameliyatta saptanan yaygın karaciğer kanseri nedeniyle 20 Şubat 1955'te Nashville'de hayatını kaybetti; 77 yaşındaydı.

Bu deneyin Türkiye'ye yolu

Avery'nin deneyinin Türkiye'de ilk ne zaman ve kimler tarafından tanındığına dair doğrulanmış bir kaynağa ulaşamadım; bu yüzden tarih ya da kişi vermiyorum. Genel çıkarım şudur: bugün bir hastanın tümöründe DNA'daki değişiklikleri inceleyen her laboratuvar, kalıtım molekülünün DNA olduğunu bilmeden kurulamazdı. Serinin Türkiye'ye ayrılan kısmında moleküler tanının ülkedeki tarihi kaynaklarla sınanacak.

Bu yazı "365 Günde Kanser Tarihi" serisinin 118. günüdür ve DNA'nın kalıtım molekülü olarak gösterilmesinin tarihini anlatır. Tarihî-popüler bir anlatımdır; tanı ya da tedavi önerisi değildir. Kendi sağlığınız için hekiminize danışın. Kaynaklar doğrulanmıştır; yalnızca ikincil kaynağa dayanan ayrıntılar fact-check notlarında belirtilmiştir.