Virüsün Geri Yazması: Temin, Baltimore ve Ters Transkriptaz, 1970
Bu Makalede
Virüsün Geri Yazması: Temin, Baltimore ve Ters Transkriptaz, 1970
Dün bir aileden bir gene vardık (148. gün): bilgi soyağacından DNA'ya doğru ilerledi. Bugün bilgi ters yöne gidiyor. Hücrenin içinde yaşayan bir virüs, kendi RNA'sından DNA yazabilir mi? Bu soru onlarca yıl boyunca bir toplantı salonundan ötekine taşınan, çoğu zaman gülümsemeyle karşılanan bir fikirdi. 1970 yazında iki laboratuvar, birkaç hafta arayla, aynı sayfalara sığacak bir yanıt getirdi.
Tavuk sarkomundan bir hipoteze
Hikâyenin ilk halkasını 97. günde görmüştük: Peyton Rous'un 1911'de tavuklarda bulduğu, süzülerek bile bulaşan sarkom. Bu virüs, yani Rous sarkom virüsü (RSV), yarım yüzyıl sonra Howard Temin'in doktora konusu oldu. Temin, Ulusal Bilimler Akademisi'nin anı yazısına göre 1957'de Caltech'te Renato Dulbecco'nun lisansüstü öğrencisiydi ve Dulbecco'nun laboratuvarında doktora sonrası çalışan Harry Rubin ile 1958-59'da yürüttüğü işler onu şu varsayıma götürdü: RSV, virüs üretmeden önce genomunu konak hücreye yerleştirmek zorundaydı. Bu "provirüs" hipotezi, Temin'in araştırmalarını yaklaşık on bir yıl yönlendirdi.
Fikir kolay kabul görmedi. Anı yazısına göre virologlar Temin'in genetik ve biyokimyasal kanıtlarına ilk başta ikna olmadı. Temin'in kendi "Citation Classic" yorumunda, RNA tümör virüslerinin DNA aracılığıyla çoğalabileceği önerisi (1963-64) merkezî dogmayla çatışan bir öneri olarak anlatılıyor ve ancak 1970 makalelerinden sonra genel kabul gördüğü söyleniyor. Lasker Vakfı'nın anlatısına göre toplantılarda ona açıkça gülünmüştü. Bu son bilgi tek kaynaktan; yalnızca havasını aktarıyorum.
Houston'da bir sunum, Nature'da iki makale
Lasker Vakfı'nın anlatısı sahneyi Houston'daki Onuncu Uluslararası Kanser Kongresi'ne koyuyor: eski iş arkadaşı Harry Rubin provirüs hipotezine karşı konuşmuştu; ardından Temin, RSV parçacıklarının RNA'dan DNA yapan bir enzim taşıdığını bildirdi. Nature'ın 27 Haziran 1970 tarihli sayısındaki bir toplantı raporu da Temin'in Houston'da RNA'nın DNA sentezi için kalıp olabileceğini öne sürdüğünü yazıyor.
Temin'in doktora sonrası çalışanı Satoshi Mizutani, bu işin ortağıydı. Lasker anlatısına göre deterjanla işlenmiş virüs parçacıklarına hazır yapı taşları eklendiğinde DNA oluştu ve RNA'yı yıkan bir enzim bu oluşumu engelledi; yani kalıp RNA'ydı. MIT'de David Baltimore ise, Lasker anlatısındaki ifadeyle birkaç hafta sonra, başka bir RNA virüsünde aynı etkinliği buldu. Bazı kaynaklar bu virüsü fare lösemi virüsü olarak veriyor; Baltimore'un makalesinin metnini okuyamadım, özetinde yalnızca "RNA tümör virüsleri" geçiyor.
İki makale aynı sayıda çıktı. Baltimore'un makalesi Nature'ın 27 Haziran 1970 tarihli 226. cildinde (s. 1209-1211), "Viral RNA-dependent DNA polymerase" başlığıyla yayımlandı; derginin sayfasına göre 2 Haziran 1970'te alınmıştı. Temin ve Mizutani'nin "RNA-dependent DNA polymerase in virions of Rous sarcoma virus" başlıklı makalesi hemen ardından geldi (s. 1211-1213); anı yazısına göre dergiye 15 Haziran 1970'te teslim edildi. Baltimore'un özeti bile "iki bağımsız grubun" bu enzime dair kanıt bulduğunu söylüyor.
Ters transkriptaz, retrovirüs, provirüs
Ters transkriptaz, RNA kalıbından DNA sentezleyen enzimdir. Böyle bir enzim taşıyan RNA virüsleri sonradan "retrovirüs" adıyla anılan aileyi (Retroviridae) kurdu. Hücreye giren retrovirüs, enzimi sayesinde RNA genomunun DNA kopyasını yapar; bu kopya konak genomuna yerleştiğinde "provirüs" olur. Temin'in 1959-64 arasında önerdiği şey tam da buydu; 1970'in getirdiği ise önerinin çalışan bir enzimle kanıtlanabilir hâle gelmesiydi.
Bir de dogma meselesi var. "Merkezî dogma" çoğu zaman bilginin yalnızca DNA'dan RNA'ya, oradan proteine aktığı biçiminde sertçe okunur. Crick'in 1958 ifadesi ise yalnızca bilgi proteine geçtikten sonra geri çıkamayacağını söylüyordu; RNA'dan DNA'ya aktarım konusunda "ihtiyatla sessiz kalmayı" seçmişti. Crick 8 Ağustos 1970'te Nature'da yayımladığı yazıda (cilt 227, s. 561-563) bu aktarımı "özel aktarımlar" arasına koydu: çoğu hücrede olmayan ama özel koşullarda olabilen bir yol. Yani ters transkriptaz dogmayı yıkmadı; dogmanın popüler, sertleştirilmiş okumasını düzeltti. Bu, "bilimin kendini düzeltmesi" motifinin sessiz bir örneği: düzeltilen şey bir deney değil, bir yorumdu.
Bir enzim, bir aile, bir ödül
Temin'in kendi anlatısına göre makaleler "retrovirüs" teriminin, virüs araştırması için kuramsal bir çerçevenin ve moleküler biyolojide standart bir ayıracın doğmasına yol açtı. Temin 1974'te Lasker Temel Tıbbi Araştırma Ödülü'nü aldı. 1975 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü, "tümör virüsleri ile hücrenin genetik materyali arasındaki etkileşime ilişkin keşifleri" nedeniyle David Baltimore, Renato Dulbecco ve Howard Martin Temin arasında eşit paylaşıldı. Dulbecco, Temin'in Caltech'teki hocasıydı; Baltimore ise Salk Enstitüsü'nde 1965-68 arasında onunla birlikte çalışmıştı.
Ters transkriptaz sonradan iki farklı yoldan günlük hayata girdi. 1980'lerin başında HTLV-I ve HTLV-II keşfedildi ve lösemiyle ilişkilendirildi; 1983'te HIV ayrıştırıldı. Britannica'nın özetine göre ters transkriptaz inhibitörleri ilk HIV tedavileri oldu: AZT gibi nükleozid inhibitörleri uzayan DNA zincirini sonlandırıyor, efavirenz gibi nükleozid olmayanlar enzime bağlanıp biçimini değiştiriyor. Laboratuvarda ise enzim RNA'dan tamamlayıcı DNA (cDNA) yapmak için kullanılıyor; bu cDNA PCR ile çoğaltılabiliyor ve RT-PCR haberci RNA'yı nicel ölçmede kullanılıyor.
Bedel ve sınırlar
İlk sınır, 1970 bulgusunun neyi göstermediğidir. İki makale bir tavuk virüsünü ve bir fare virüsünü (kaynağa göre) kapsıyordu; insan kanserinde bir retrovirüsün rolünü kanıtlamıyordu. 97. günde olduğu gibi denge gerekli: insan kanserlerinin çoğu retrovirüs kaynaklı değildir. İnsan retrovirüsleri ancak 1980'lerde tanındı; bir kısmı kanserle (HTLV'ler), biri bağışıklık yetmezliğiyle (HIV) ilişkilendirildi.
İkinci sınır, adaletle ilgili. Mizutani, ters transkriptazın Temin'le birlikte bildirildiği makalenin ikinci yazarıydı ve ödüllendirilenler arasında yer almadı. Nobel Ödülü en fazla üç kişiye bölüşülebildiği için üç adı öne çıkaran bir seçim yapıldı; Mizutani'nin dışarıda kalışına dair kaynaklarda bir açıklama okumadım. Bu, "Nobel adaletsizliği" motifinin (Yamagiwa, Fibiger) bir başka çeşidi: burada mesele ödülün verilmemesi değil, kimin adının anılacağı.
Üçüncüsü, Temin'in kendi yaşamıyla ilgili bir ironi. Linda Hall Kütüphanesi'ne göre Temin, ömür boyu sigara içmeyen ve sigaraya karşı çıkan biriydi; Nobel konuşmasında sigarayı "önlenebilir kanserin tek en büyük nedeni" olarak andı. Ulusal Bilimler Akademisi anı yazısına göre Nobel töreninde sigaraya karşı konuştu. 9 Şubat 1994'te 59 yaşında yaşamını yitirdi; Linda Hall Kütüphanesi nedeni akciğer kanseri olarak veriyor, anı yazısı yalnızca "kanser" diyor. Bu, 125. günde (Doll, Hill) ve 139. günde (1964 Surgeon General raporu) izlediğimiz sigara hikâyesinin acı bir yankısı; kaynakların yan yana gelişinden başka bir şey değil.
Kalan
- RNA'dan DNA'ya bilgi akışının mümkün olduğu
- Retrovirüs ailesi ve provirüs kavramı
- Enzimin laboratuvarda cDNA ve RT-PCR için temel araç oluşu
- HIV tedavisinde enzimin hedef alınması
Düşen veya zayıflayan
- Merkezî dogmanın "RNA'dan DNA'ya yol yoktur" biçiminde sert okunması
- Provirüs hipotezine duyulan genel kuşku
- "Bilgi tek yönde akar" kısayolu
Provirüs fikrinden 1970 yazına ve ötesine: 1959-1994. Eksen 1955'ten 1995'e uzanır. Yeşil işaretler birden fazla kaynakta uyuşan tarihlerdir; kehribar işaretler kaynaklar arasında çelişen tarihleri (provirüs hipotezinin tarihi: 1959 mu, 1963-64 mü); mavi işaretler tek kaynağa dayanan tarihleri gösterir. Yalnız yılı bilinen tarihler yıl ortasına çizildi. 1970 yazındaki dört işaret haftalar arayla birbirine çok yakındır; satırlar bu yüzden ayrı tutuldu.
Bir lösemi izleminde ters transkripsiyon
Ters transkripsiyonun günümüzdeki bir basamağı Türkiye'den de gösterilebilir. Sercan ve arkadaşları, Dokuz Eylül Üniversitesi Tıp Fakültesi Tıbbi Biyoloji ve Genetik Anabilim Dalı'ndan, Aralık 2012'de yayımlanan bir çalışmada (Turkish Journal of Hematology; DOI 10.5152/tjh.2011.76) kronik miyeloid lösemide BCR-ABL transkriptlerini izlemek için düşük maliyetli, kurum içi bir yöntem tanımladı. Özete göre, Türkiye'de güvenilir RQ-PCR BCR-ABL sonucu verebilen merkez sayısı azdı; yöntem, 10 üzeri 5 hücrede bir BCR-ABL pozitif hücreyi saptayabildi. Metne göre toplam RNA'dan rastgele primerlerle cDNA sentezlendi ve nicel PCR bu cDNA üzerinden yapıldı; yani adım, ters transkripsiyon. Makale enzim adını açıkça anmıyor. BCR-ABL, 137. günde Philadelphia kromozomunda gördüğümüz birleşmenin ürünü; bu çalışma Türkiye'de o birleşmenin izlenmesini kurum içi yöntemle ucuzlatma girişimidir. Bu tek bir çalışmadır; Türkiye'deki genel uygulamayı temsil etmez.
1911'den bugüne
Neler doğrulandı, neler belirsiz kaldı
- Provirüs hipotezinin tarihi: Ulusal Bilimler Akademisi anı yazısı, Rubin'le 1958-59'daki çalışmanın Temin'i "RSV genomunu konağa yerleştirir" varsayımına götürdüğünü yazıyor; başka bir biyografik özet 1959 diyor (Nobel sitesindeki Temin biyografisi adresinden okunan sayfa). Temin'in kendi Citation Classic yorumu 1963-64'ü, Linda Hall Kütüphanesi'nin yazısı 1964'ü veriyor. Bu bir çelişkidir; muhtemelen "ilk fikir" ile "DNA provirüs" önerisinin ayrımıdır, ama kaynaklar bunu açıkça söylemiyor. Şemada kehribarla işaretlendi.
- Nature tarihleri: Yayın tarihi 27 Haziran 1970, cilt 226: Baltimore'un makalesinin sayfası, anı yazısı, Lasker anlatısı ve aynı sayıdaki toplantı raporu uyuşuyor. "Alınma" tarihleri ise tek kaynaktan: Baltimore için 2 Haziran (derginin sayfası), Temin ve Mizutani için 15 Haziran (anı yazısı). Temin ve Mizutani'nin makalesinin derginin kendi sayfasına ulaşamadım.
- Kim önce? Britannica iki bildirimin bağımsız olduğunu, sırayı belirtmeden yazıyor. Lasker anlatısına göre Baltimore'un sonucu Temin'in Houston'daki bildirisinden "birkaç hafta sonra" geldi; dergiye alınma tarihleri ise Baltimore lehine (2 Haziran, 15 Haziran). Ölçüt kongre sunumu mu, dergiye teslim mi olduğuna bağlı. Houston'un tam tarihini doğrulamadım.
- Baltimore'un virüsü: Bir tarihçe bibliyografyası ve anı yazısı fare virüslerinden söz ediyor; Nature özeti yalnızca "RNA tümör virüsleri" diyor; makalenin metnini okumadım.
- Mizutani: Doktora sonrası çalışan olduğu ve deney ayrıntıları (deterjan, RNaz) Lasker anlatısından. Nobel dışında kalışına dair açıklama okumadım; "en fazla üç kişi" kuralı genel bilgi.
- Spiegelman: Nature'ın aynı sayısındaki toplantı raporu, Spiegelman'ın tümör virüsü preparatlarında polimeraz tepkimesinin ürününün DNA olduğunu bildirdiğini yazıyor. Katkısının ayrıntısına bakmadım; bu yazıda yer almıyor.
- Crick: 1958 formülasyonu ve 1970 yazısı (8 Ağustos 1970, Nature 227:561-563), makalenin kendisinden okundu; ters transkriptaz sözcüğü o yazıda geçmiyor.
- Nobel: Gerekçe ve üç ödül sahibi Nobel sitesinden; "hocası" ve "birlikte çalıştı" ifadeleri Linda Hall Kütüphanesi (Temin için) ve Baltimore'un Nobel biyografisinden (Salk, 1965-68).
- Temin'in yaşamını yitirişi: 9 Şubat 1994, 59 yaşında (anı yazısı, Linda Hall). Akciğer kanseri nedeni Linda Hall'dan; anı yazısı yalnızca "kanser" diyor. Ömür boyu sigara içmediği tek kaynaktan.
- Sigara konuşması: Linda Hall "Nobel konuşması" diyor, anı yazısı "tören/ziyafet" diyor; yazıda "Nobel töreni" demekle yetindim.
- Türkiye çalışması: Yazar listesi, kurum ve DOI kaynaktan; dergi adı ve Aralık 2012 tarihi DOAJ kaydından. Cilt ve sayfa numarasını doğrulamadım. Makale "reverse transcriptase" sözcüğünü anmıyor.
- Dünkü kutu: 148. günün "yarın" kutusunda söz verilen Nature künyeleri ve tarihi, Temin'in provirüs hipotezi ve 1975 Nobel'i işlendi; Rous (97. gün) geri döndü.
Bir Yasa, Bir Ad: "War on Cancer", 1971
Bugün bir enzimin yönü değişti. Yarın bir ulusun dili değişiyor: 1971'de Başkan Nixon'ın imzaladığı Ulusal Kanser Yasası, hâlâ "War on Cancer" diye anılıyor. Yasanın kapsamını, imza tarihini ve Mary Lasker'ın rolünü doğrulayacağım; tırnak içindeki o tarihî adı eleştirel bir bağlamda ele alacağım.
Yazarın notu: Bu yazıda en çok iki şeyi ayrı tutmaya çalıştım: kimin önce yayımladığı ile kimin önce açıkladığı. Kaynaklar bu ikisini aynı kefeye koymuyor ve ben de koymadım. Temin'in öyküsünde hoşuma giden şey, bir hipotezin bir enzimle kanıta dönüşmesinden çok, o hipotezin ona alay edilirken bile nasıl taşınabildiği; yine de o alayın ayrıntıları tek bir kaynaktan olduğu için yalnızca havasını aktardım.
Kaynaklar ve İleri Okuma
- Temin HM, Mizutani S. RNA-dependent DNA polymerase in virions of Rous sarcoma virus. Nature 1970;226(5252):1211-1213 (künye doğrulandı; metin okunmadı).
- Baltimore D. Viral RNA-dependent DNA polymerase: RNA-dependent DNA polymerase in virions of RNA tumour viruses. Nature 1970;226(5252):1209-1211. doi:10.1038/2261209a0 (yalnızca özet okundu).
- Temin HM. Citation Classic commentary on "RNA-dependent DNA polymerase in virions of Rous sarcoma virus." Current Contents 1977;(47), 21 Kasım. garfield.library.upenn.edu (özet aracıyla okundu).
- National Academy of Sciences. Biographical Memoirs, cilt 79 (2001): Howard M. Temin. nationalacademies.org (özet aracıyla okundu; yazar adını doğrulamadım).
- Lasker Foundation. The backward enzyme. laskerfoundation.org (özet aracıyla okundu).
- Crick F. Central dogma of molecular biology. Nature 1970;227(5258):561-563 (özet aracıyla okundu).
- Our Virology Correspondent. Animal viruses: cells modified. Nature 1970;226:1201 (özet aracıyla okundu; toplantı raporu).
- Nobel Prize. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1975: summary; Howard M. Temin and David Baltimore, biographical. nobelprize.org (özet aracıyla okundu).
- Britannica. Reverse transcriptase: discovery and impacts. britannica.com (özet aracıyla okundu).
- Linda Hall Library. Scientist of the Day: Howard Temin. lindahall.org (özet aracıyla okundu).
- Sercan HÖ, Öztürk I, Çalışkan C, Pehlivan M, Sercan Z. An in-house method for molecular monitoring of BCR-ABL. Turk J Hematol 2012. doi:10.5152/tjh.2011.76 (özet aracıyla okundu; cilt ve sayfa doğrulanmadı).
- Mukherjee S. The Emperor of All Maladies: A Biography of Cancer. New York: Scribner; 2010 (genel bağlam; ilgili kısım bu yazı için yeniden okunmadı).
Bu yazı "365 Günde Kanser Tarihi" serisinin 149. günüdür ve ters transkriptazın keşfini tarihî bir okuma olarak anlatır. Tarihî-popüler içeriktir; tanı veya tedavi önerisi değildir. Tedavi kararları için hekiminize başvurun. Kaynaklar doğrulanmıştır; tek ikincil kaynağa, yalnızca özete veya okunamayan bir metne dayanan ayrıntılar fact-check notlarında işaretlenmiştir.
Bu yazı size yardımcı oldu mu?
Geri bildiriminiz içeriklerimizi geliştirmemize yardımcı olur.
