Bir felaket senaryosu: İkinci hayat ağacı ‘ayna hücre’ler önü alınamayacak bir pandemiye neden olabilir

Alanının önde gelen 38 biyologu perşembe günü tehlike çanı çaldı: Bilim insanları birkaç 10 yıl içinde durdurulamayacak bir pandemiye, ağır mahsul kaybına ve tüm ekosistemin çökmesine neden olabilecek bir bakteri yaratabilecek güce sahip olacak. Perşembe günkü uyarı böyle bir organizmanın sentezlenmesine yol açabilecek araştırmaların yasaklanması içindi.

Şikago Üniversitesi’nin Nobel ödüllü kimyageri ve böyle bir araştırmanın risklerine dair 299 sayfalık teknik raporun yazılmasına yardımcı olan Jack W. Szostak bu yönde yapılacak araştırmaların sonuçlarının dünya genelinde felaketlere neden olabileceğini söylüyor. Science dergisinde yayınlanan izah yazısında Szostak ve meslektaşları yeni teknolojiyle yaratılacak bir organizmanın “çevre, tarım ve insanlığın iyiliği için yıkıcı sonuçları olacağı” uyarısını yaptı.

Bilim insanlarının böyle bir bakteri yaratabilmesi için dünyadaki yaşamın temel özelliklerine meydan okuyacak bir hücre yaratması gerekiyor. Bunun öncesinde biraz moleküllerden ve ayna simetrisinden bahsedelim.

Nedir bu ayna hücreler?

DNA ve proteinlerin yapı taşları olan moleküller iki ayna görüntüsü formunda bulunabilir. Ancak yaşamın temelinde bu formlardan yalnızca birini kullanabiliyoruz. Mesela DNA’nın belkemiği olan şeker molekülleri sağlak ve solak simetriye sahip olsa da DNA sadece sağlak simetriyi kullanıyor. Bunun sebebi de DNA’nın sağ sarmal yapısı. Proteinlerse yalnızca solak simetriye sahip aminoasitlerden oluşuyor. Bu kombinasyon sadece insanlarda değil, dünyadaki tüm türlerde böyle.

Bilim insanları hâlâ evrimin neden bu şekilde bir düzenlemeye sahip olduğunu tartışıyor. Teoride solak DNA ile sağlak proteinlerin olduğu bir ayna hücre hayatta kalmak için gerekli tüm biyokimyasal reaksiyonları gerçekleştirebilir. Ancak biyologların şimdiye kadar elde ettiği bulgular ayna hücrelerin var olmadığını gösteriyor. En azından şimdilik.

Kimyagerler son yıllarda ayna proteinlerin nasıl yapılacağını keşfetti. Bunun için sağlak aminoasitleri bir araya getirerek kendi vücudumuzun ürettiği doğal proteinlerin ayna versiyonlarını oluşturdular. Ayna proteinler de doğal muadilleri gibi davranabiliyor ama bir farkları var: Parçalanmaları çok daha uzun sürüyor. Bunun nedeni de normalde proteinleri parçalayan doğal enzimlerin solak proteinlere saldırabilecek şekillere sahip olması.

Peki neden bilim insanları bunu araştırıyor?

Oysa aynı enzimler ayna proteinleri yakalayıp parçalarına ayıramıyor. Bunu bir kavanozun kapağını saat yönünün tersine çevirerek açmakla benzeştirebilirsiniz. Ne kadar denerseniz deneyin, kavanoz açılmayacaktır.

Kimyagerler şimdi ayna proteinlerinden faydalanarak HIV’den Alzheimer’e çok çeşitli hastalıklara karşılık kullanılabilecek etkisi uzun süren ilaçlar üretmek istiyor. Bilim insanları son yıllarda aynı biyolojisinde ilerlemeler de kaydetti. Sıradan hücreler bir geni okuyarak, gen dizisinin RNA molekülünde kopyasını çıkararak ve bu RNA’yı protein üretiminin yapıldığı yerde kullanarak protein üretiyor.

2022’de Çin’deki Westlake Üniversitesi’nden Yuan Xu ve Ting Zu adındaki iki araştırmacı tam da buna benzer şekilde ayna genlerini okuyarak ayna RNA molekülleri üretebilen aynı enzimler yarattı. Benzer gelişmeler bilim insanlarının 10 ila 30 yıl içinde ayna hücresi oluşturmak için gereken tüm parçaları yapabilecekleri beklentisini artırdı. Minnesota Üniversitesi’nde sentetik biyolog olarak çalışan Kate Adamala “Eğer bir ayna hücre yapabilirsek ikinci bir hayat ağacı çıkarmış oluruz” dedi. Ayna hücreleri tıbbi açıdan değerli olabilir. Bilim insanları bu hücreleri daha büyük, güçlü ayna proteinler şeklinde tasarlayabilir.

Bilim insanları evham mı yapıyoruz dediler ama yapmıyorlarmış

MIT’te biyoteknolojinin risklerini inceleyen biyolog Kevin Esvelt geçmişte ayna hücrelerinin risk oluşturup oluşturmayacağını merak ediyordu. Şimdi iş ciddiye bindikçe ve gerçekleşme ihtimali arttıkça o da riskleri daha ciddiye almaya başladı. Endişelerini salgın hastalıklar ve yapay zeka gibi insanlığı tehdit eden konuları araştırmaya fon sağlayan Open Philanthropy’deki biyogüvenlik uzmanlarına iletti. Adamala ve ayna hücreler üstüne çalışan diğer araştırmacılar, immünologlar, bitki biyologları ve evrimsel biyologlar bir araya gelerek olası riskler hakkında konuştu.

İngiltere’nin Norwich kentindeki Sainsbury Laboratuvarı’nda bitki biyoloğu Jonathan Jones’e bu tartışma başta bilim kurgudan çıkma gibi gelmiş, ciddiye alması zaman almış. Ancak sonunda ayna hücresinin kontrolden çıkması halinde, ki bu yanlışlıkla laboratuvardan sızması ya da biyolojik silah olarak kullanılması senaryolarıyla karşımıza gelebilir, dünya genelinde ortaya bir felaket çıkabileceğini fark etmiş.

Araştırmacılar daha sonra hipotezlerinin yanlış olup olmadığını görmek için bilimsel literatürü taradı. Söylediklerine göre endişelerinin yersiz olduğunu kanıtlamayı istemişler ancak başarısız olmuşlar: Bizi bekleyen çok ciddi bir tehlike var. Peki bu sorun tam olarak ne?

Neden ayna hücreler tehlikeli?

Biraz önce de dedik ya sıradan organizmaları kontrol altında tutan mekanizmalar var. Oysa ayna hücreler bu engellerin çoğundan kaçabilecek kapasitede. Mesela vücudumuzun patojenlerle savaşmak için önce onları tespit edebilmeleri gerekiyor. Bunu da moleküler sensörleriyle yapabiliyorlar. Sensörler yalnızca solak proteinlere ya da sağlak DNA ve RNA’ya tutunabiliyor. Laboratuvarda çalışan bilim insanlarını enfekte edecek bir ayna hücresi bağışıklık sistemlerinin direncini tetiklemeden vücutlarına yayılabilir.

İnsan vücudunda ayna hücresinin beslenebileceği çok fazla organik molekül yok. Ancak bilim insanları bu hücrelerin büyümelerini sağlayacak kadar besin bulabileceklerinden şüpheleniyor. Eğer bağışıklık sistemi büyüyen enfeksiyonu tespit etmezse ucu bucağı olmayan bir şekilde yayılabilirler. Nihayetinde vücudumuz habersizce istila edilebilir ve bunun sonucu ölüme kadar varabilir.

Ayna hücrelere sahip bir kişi başka insanlarla temasa girerse bu diğer insanlara da yayılabilir ve böylece bir pandemi başlayabilir. Böyle bir pandemiyi durdurmak Covid-19 kadar kolay olmayabilir. Antibiyotikler genelde bildiğimiz bakterilerin proteinlerine ve DNA’larına kilitlenerek işlev gösteriyor. Dolayısıyla bu ilaçların ayna hücreler üstünde etkili olması pek mümkün değil. İlaç üreticileri ayna antibiyotikler yapabilir ama bunu yapana kadar da iş işten geçmiş olacak.

Üstelik insanlar bu konuda tek başlarına olmayacak da. Tüm hayvanların bağışıklık sistemlerinde insanınkine benzer patojen sensörleri var ve muhtemelen bunların hepsi ayna hücreleri tanımakta başarısız olacak. Bitkiler de bu sorundan kaçamıyor. Bir ayna hücresini daha da tehlikeli kılan şeyse çoğaldıkça mutasyona uğrayarak daha da vahim bir tehlikeye dönüşmesi.

Sokakta felç olmuş halde bulmuşlardı: Dobby kök hücre tedavisiyle yeniden yürüyor