25 Kasım 2011

ÜÇ BİLİMİ BİR ÖMRE SIĞDIRDI: SEYMOUR BENZER (1921-2007)



Seymour Benzer, ömrünün son gününe kadar çok değişik alanlarda araştırma yaptı. Fizik alanındaki çalışmaları transistörün geliştirilmesine öncülük etti, sonra gen kavramının maddi olarak tanımlayan ilk insan oldu. Daha da sonra davranış bilimlerine biyolojik bir zemin geliştirdi, genlerin davranışlar üzerindeki derin etkilerini keşfetti. Bu esnada yetiştirdiği sayısız öğrenci, mirasını devralıp etkisini hissettirmeye devam ediyor.

 

[caption id="attachment_300" align="alignright" width="300" caption="Prof. Dr. Seymour Benzer (1921-2007) bir sirke sineği (Drosophila melanogaster) modeli ile"][/caption]

Eski çağların bilginleri, bugünkü fizik, kimya, matematik ve felsefe gibi tek bir alanda değil, bunların birkaçında bilgi sahibi olur ve ürün verirlerdi. Zamanla her bir dalın bilgi yükü arttı, bilim insanları giderek daha dar alanlara derinlemesine odaklanır oldu. Günümüzde ancak istisnai isimler birden fazla alanda özgün çalışma yapabiliyor.

Bunlardan birini dört yıl önce kasım ayında kaybetmiştik. Seymour Benzer, 86 yaşındaki ölümüne kadar sürdürdüğü araştırma hayatını bizzat üç döneme ayırmıştı: İlk dönemde fizik, ikinci dönemde moleküler genetik, ve son dönemde ise davranış genetiğine odaklanmıştı. Bu üç alanda da son derece önemli araştırmalar yapmış, hattâ aslında davranış genetiği alanını bizzat kurmuştu.

Araştırma hayatı erken de başlamıştı: 13 yaşındayken ailesinin hediye ettiği mikroskopla eline geçen birçok canlıyı inceleyen Benzer, üniversitede fizik okumaya karar verdi. Doktora için ise Indiana eyaletindeki Purdue Üniversitesi'ne gitti.

Birinci dönem: Yarı-iletkenlerin fiziği

Benzer, doktorası için gizli bir askeri proje üzerinde çalıştı: Radarların geliştirilebilmesi için germanyumun yarı-iletken özelliklerinin geliştirilmesi gerekiyordu. Benzer bunu germanyuma eser miktarda kalay ekleyerek başardı. Doktorasrını 1947'de bitirdi.

Savaş sonrasında bu alaşım transistörlerin gelişmesinde kullanıldı. Bunu yapan Bell Laboratuvarları ekibi 1956 yılında Nobel Fizik Ödülü'nü kutlamaya Benzer'i davet ederek hakkını teslim ettiler.

İkinci dönem: Genlerin kimyası

Bu esnada Benzer ilgisini çoktan yaşamın temel kimyasına çevirmişti, fizikçi Erwin Schrödinger'in Yaşam Nedir? kitabını okuyan birçok diğer fizikçi gibi. O sıralarda DNA'nın canlılarda kalıtımı sağlayan madde olduğu kanıtlanmış, DNA molekülünün yapısı —yine iki fizikçi, Watson ve Crick tarafından— çözülmüştü.

Peki ama canlılarda kalıtımı sağlayan gen kavramı bu tabloda nereye sığıyordu? Bu gen denen şey, gerçekten de tahmin edildiği gibi DNA dizisi üzerinde doğrusal olarak mı bulunuyordu? Ayrıca bir gen her zaman bölünmez bir birim olarak mı hareket ediyordu, yoksa ortasından bölünmesi mümkün müydü? Bunlar cevabını herkesin merak ettiği sorulardı ve genç Seymour Benzer bunu nasıl çözeceğini kestirmişti:

O dönemde laboratuvarlarda çok kullanılan bir virüsten (bakteriyofaj) deneylerinde istifade etmeye karar verdi. Virüsler hücre dışında yaşayamadığından onları yaşatmak için bakteri kullanmak zorundaydı. Aynı bakteriye, aynı virüsün genetik yapısı değiştirilmiş iki ayrı çeşidini bulaştırdığında, değişinim geçirmiş genler farklıysa bu virüslerin genleri arasında değişim olabilir ve yine de virüsler bakteride üreyebilirdi. Ama bu iki ayrı virüsün de aynı geni bozuksa, birleştiklerinde de aynı genin iki nüshası da bozuk olacağından bu virüsler üreyemeyeceklerdi. Virüslerin üreyip üreyemediği, oluşturdukları plâklardan kolayca anlaşılıyordu.

Benzer, birçok virüsü bakteriler üzerinde ikişer ikişer denedi, bu sonuçları ihtimal hesaplarıyla birleştirerek genin haritasını çıkardı. Buna göre bakterideki değişinimlerin birimi genler değil, genleri ortaya çıkaran nükleotit denen yapılardı.

Yani genler doğrusal olarak uzanan yapılardı ve bölünemez değildiler. Genetik süreçler genleri içlerinden değişime uğratabilir, bir kısmını silebilir veya taşıyabilirdi. Benzer, genç yaşında moleküler genetiğin en önemli sorularından birini çözmüştü ve bu alanda gelecek vaat ediyordu.

Ama Benzer'e göre bu alanda başka önemli soru yoktu ve ilgisi yine başka alanlara kayıyordu... Yanılıyor olduğunu, yıllar sonra bu alanda yapılan keşifleri gördükten sonra kabul edecekti.

Üçüncü dönem: Genlerin davranışlara etkisi

Bu esnada Benzer'in bilimsel ilgisini değiştiren başka bir şey olmuştu: İkinci kızı doğmuş ve ilk kızından daha değişik bir kişiliğe sahip olarak gelişiyordu. Herkese gayet olağan gelebilecek bu durum, Benzer'in çok ilgisini çekiyordu: Aynı ebeveynden, aşağı yukarı aynı çevreye doğmuş, aynı cinsiyete sahip iki birey, nasıl olup bu kadar değişik davranış gösterebilirdi?

Merakını yenemeyip davranışın temelini incelemeye karar verdi. Bireyler arasındaki küçük kalıtımsal farkların davranışlar açısından belirleyici olduğunu düşünüyordu, ama bunu nasıl araştıracaktı? Hâliyle kendi kızı ya da başka insanlar üzerinde deney yapamazdı. Hayvanlar üzerinde deney yapacaksa, kısa sürede birçok genin değişimini inceleyebileceği bir hayvan bulup onunla çalışması lâzımdı. Hayvanların genlerinde değişinim meydana getirecek, sonra bu hayvanların davranışlarını inceleyecek, garip, değişik davranış sergileyen hayvanların hangi genlerinin değişmiş olduğunu bulacaktı.

Sıçanlarda bu deneylerin biri bile haftalar alıyordu. Binlerce geni bu şekilde incelemek mümkün değildi.

Deneylerini sirke sineği (Drosophila melanogaster) üzerinde yapmaya karar verdi. Hani mutfağınızda çürüyen meyvelere dadanan küçük sinekler... Bu hayvan yirminci asrın başından beri kalıtım deneylerinde zaten başarıyla kullanılıyordu. Bunlarla genetik deneyleri hızla yapabilir, her bir davranıştan sorumlu genleri bulabilir, sonra değişinik hayvanların beyinlerini inceleyerek davranışların biyolojik kökenine inebilirdi. Ama eski çalışma arkadaşları bile bu fikre dudak büktü, hattâ annesi karısına "Seymour sineklerin beynini incelemeye karar verdiyse biz de onun beynini incelemeliyiz herhalde" demişti.

Ama bu strateji son derece başarılı oldu: Öğrencileriyle birlikte Benzer, değişik genleri değişmiş sinekleri dâhiyane taramalardan geçirerek, görmekten, hareketten, baskıya tahammülden, cinsel davranışlardan sorumlu birçok gen tanımladı. Meselâ bazı sinekler ışığa yönelmiyorlardı. Bunların bazılarının gözlerindeki arıza yüzünden ışığı algılayamadığı, bazılarının ise beyinlerindeki değişikliğe bağlı olarak algıladıkları ışığa farklı tepki verdikleri ortaya çıktı.

Diğer bir öğrencisi Ron Konopka ise sineklerin biyolojik saatine odaklanmıştı. Biz nasıl günün belli saatlerinde uyanmaya, yemek yemeye, çalışmaya, uyumaya alışmışsak, sineklerin de günlük bir ritmi var. Meselâ başkalaşımlarının sonuna gelen sinekler, kozalarında sabah saatlerinde çıkarlar. Konopka üç sinek grubunun bu saatinin şaştığını gördü. Üçünde de aynı gende değişinim vardı! Bu gene period adını verdiler. Bu sineklerin bazılarının biyolojik günü uzamış, bazılarınınki kısalmış, bazılarınınki ise tümden bozulmuştu.

Benzer için bu sonuçlar gayet ilginçti, zira kendi de ancak öğleye doğru uyanan ve sabahın dördüne kadar çalışan bir tipti. Ama bu gen keşiflerinin ucu insanlara dayandı, zira aynı genlerin memelilerde de bulunduğu kanıtlandı, sonra bu genlerinde değişiklik olan insanların uyku saatlerinin farklı olduğu da anlaşıldı. Bu period geni yaklaşık 600 milyon yıllık evrim boyunca korunmuş gibiydi.



Yani sineklerdeki davranışlardan sorumlu genler, bizim davranışlarımıza neden olan genler hakkında çok ipucu veriyor. Bunu Seymour Benzer dışında kimse kestirememişti. Onun yaptığı araştırmalar bugün memelilerdeki başka araştırmalara ilham kaynağı oldu: Meselâ, aynı biyolojik türün mensupları olup genleri birbirine çok benzeyen ama hepsi çok farklı huylara sahip olan değişik köpek çeşitlerinin genleri birbirleriyle mukayese edilerek memeli hayvanların davranışlarının kalıtımsal temeli anlaşılmaya çalışılıyor.

Kaynaklar