ARAŞTIRMA

Yeşil devrime yeşil ışık

Yıllardır sesiz sedasız çalışmalarını sürdüren bitki genetikçileri birden bire gündemin ilk sıralarında yer almaya başladı. Nedir bilim dünyasını bu denli sarsan gelişmeler? Basit bir bitki olan suteresinin genetik şifresinin tümüyle çözülmesi bu heyecanın nedeni. Bilimsel adı “Arabidopsis” olan bitki, genetik şifresi çözülen ilk bitki. 10 yıl içinde bitki aleminin bilinmedik hiçbir yönünün kalmayacağını açıklayan genetikçiler, suteresinin 25 bin geninin foksiyonunu tek tek araştırmayı hedefliyor.

“2010 Projesi” adı verilen bu hedef dahilinde incelenmedik tek bir gen kalmayacak. Bilim Adamları bitkinin gen foksiyonlarını tespit ederek, tüm kimyasal sistemini ortaya çıkartacak ve bitkilerin nasıl yapıldığını ve bu yapının nasıl geliştirilebileceğini keşfedecek. Evrimini en son tamamlayan bitkiler çiçek açan bitkilerdir. Bunlar son 150 milyon yılda bugünkü şekillerini almıştır. Dolaysıyla hepsinin genetik yapı taşları birbirine benzer. Stanford Üniversitesi Bitki Biyolojisi Bölümü’nden Chris Somerville, bu konuda şöyle konuşuyor: “Yanılıyor olabilirim, ancak kişisel olarak inancım şudur ki, suteresinin genetik yapısı diğerlerinden farklı değil.”

Bu aşamada hedef Arabidopsis bitkisinin tüm gen ve proteinlerinin kapsamlı bir veri tabanını çıkartarak diğer bitkileri geliştirmek ve yeşil devrimin zemini oluşturmak. Hatta, bu bilgilerin ışığında insan genlerinin mekanizmasına ilişkin bilgi sahibi olmak bile mümkün.

Bütün bu değerlendirmeler ilk bakışta çok abartılı gibi görünebilir. Ancak fütürologlar bu hedeflerin gerçekleşme olasılığının oldukça yüksek olduğu konusunda hemfikirler. Halihazırda bilim adamlarının elinde genom bilgileri mevcut. Ayrıca suteresiyle ilgili çalışmalar çok uluslu bir kadronun katkılarıyla gerçekleştirdiği için elde edilen sonuçlara herkes kolaylıkla erişebilir. Kaldı ki bilgi saklama gibi bir ilkellik söz konusu bile değil.

Bütün bunlar bilimsel açıdan çok önemli. Ne var ki Arabidopsis heveslilerinin bitkinin tüm foksiyonlarını 2010 yılında deşifre edip edemiyecekleri konusu bazı çevrelerde kaygı uyandırıyor. Somerville gibi pek çok Arabidopsis bağımlısı bu hedefe zamanında ulaşacaklarından emin. Bu çok iyimser bir görüş gibi değerlendirilmemeli, çünkü suteresinin genetik kodunun çözülmesi de 10 yıl önce erişilmesi çok güç bir hedef gibi görülüyordu. Arabidopsis çok gelişmiş bir organizma örneği olmamakla birlikte önceki deneylerde kullanılan Drosophila (meyve sineği) ile karşılaştırıldığında iki misli gene sahip. Genom biliminin karanlık çağlarında suteresi gibi fazla komplike olmayan bir bitkinin genlerinin deşifre edilebileceği hayal bile edilemezdi. “1990 yılında tek bir bitki genini ayrıştırmak bir uzmanın 6 yılını alıyordu. Şu anda benim laboratuvarımda genler beş haftada ayrıştırılıyor” diye konuşan Somervelle, “Şimdi ekip olarak bu süreci daha da hızlandırmaya bakıyoruz” diyor.

Caltech’ten (ABD) Elliot Meyerowitz, çalışmalarını kuşkuyla karşılayanlara yanıt olarak şu benzerliği öne sürüyor: “Bir meslektaşım Boeing 777 uçağı ile maya hücresinde eşit sayıda parça olduğunu kanıtlamaya çalışıyordu. Uçağın tasarımı bilgisayarda kayıtlı olduğu için parça sayısını bulmak kolaydı. Aynı şey ilke olarak hücre için de mümkün olmalıydı. Aralarındaki tek fark hücre çapının 5 mikrometre boyutlarında olmasıydı.”

Lahana familyasından gelen suteresi küçük bir bitki. Her yerde tohumundan yetiştirilebiliyor. New York Üniversitesi’nden Gloria Coruzzi bitkiyi şöyle tanımlıyor: “Benim gibi Manhattan’ın ortasında oturan biri için bu bitkiyi her yerde yetiştirebilmek çok önemli. 6 haftada yaşam süresini tamamlayan bitki, kendi kendini döllüyor ve binlerce tohum üretiyor. Bugüne dek genleriyle oynayarak 50 bin mutasyona uğramış türünü elde ettik. Bunlar İngiltere’de Nottingham ve ABD Ohio State University’de saklanıyor. Bitkinin atalarıyla ilgili bilgi toplamak da çok kolay. Açık ve kuru alanları tercih eden bitki, Avrupa’dan Doğu Asya’ya, Kuzey Kutbu’ndan Ekvator’a kadar çok geniş bir alana yayılmış durumda.”

La Jolla’da, Salk Biyolojik Çalışmalar Enstitüsü’nden Detlef Weigel şu ana kadar elde edilenlerin bile “herkesi hayrete düşürecek kadar olağanüstü” olduğunu ileri sürüyor: “Arabidopsis üzerindeki çiçeklenmeye yol açan genetik anahtarı kavak ağaçları üzerinde denediğimiz zaman, ağaçlar henüz üç aylıkken çiçek açmaya başladı. Böylece kereste ticareti ile uğraşanlar ağaçtan daha fazla verim almayı başardı.”

Bitki ile ilgili keşifler bununla bitmiyor Arabidopsis’te bulunan bir gen 300 kadar proteini yönlendiriyor. Bu proteinlere “zar içinde geçen reseptör serin/treonin kinaz” adı verilir. Hayvanlarda bu proteinler bulunmaz ve kimse bu proteinlerin ne işe yaradığını bilmez. Yine de bu proteinlerin varlığı yoğun bir haberleşme ağının bulunduğunu gösteriyor. Bu ağ üzerinden hücreler birbirleriyle haberleşir ve çevre ile olan ilişkilerini koordine ederler. Evrim, bitkileri kendilerine özgü bir sinyal gönderme ile donatmıştır. Genelikle bitkilerdeki dolaşım ve sinyal şebekeleri hayvanlardakilerle benzeşir. Kaldı ki bitki ve hayvanların tek hücreli atalarından koparak farklılaşmalarının üzerinden yaklaşık 2 milyar yıl geçmiştir. Ancak bitkilerin çok hücrelilere geçişte kendilerine özgü bir strateji izlediği biliniyor.

Bazı durumlarda Aradopsis insanların genetik yapısının anlaşılmasında da yol gösterici olabiliyor. Bazı bitki genleri, insanlarla (maya hücresi, bakteri veya meyve sineği hücresini olduğundan daha fazla) ortak özellik taşır. “Aradopsis genleri ile insan genleri arasında şaşırtıcı bir benzerlik bulunmaktadır” diye konuşan Weigel, “Özellikle DNA hasar onarım ve ulaşım genlerindeki benzerlik bilim adamlarını hayrete düşürüyor. Bu durumda insanlara özgü bazı hastalıkları daha iyi anlamak için Arabidopsis’ten elde ettiğimiz teknik avantajları kullanabiliriz” diyor. Salk Entitüsü’nden Joanne Chory, bitkilerdeki haberleşme ağının dış dünyadaki ışık, sıcaklık ve su gibi özelliklere hayvanlardakinden daha duyaırlı olduğunu ileri sürüyor. Bilim adamı olmayan kişiler bile bitkilerin başka organizmalar tarafından algılanmayan ışık dalgalanmalarına daha duyarlı olduğunun farkındadır.

Bu konudaki en büyük tartışma ne işe yaradığı bilinmeyen 12 bin yaşındaki genler üzerinde odaklanıyor. Somerville’e göre, bu projenin en büyük özelliği işlevleri bilinmese de genlerin üzerine inatla gidilmesi.

Bilim adamlarının bu aşamada en önemli misyonu, hangi hücrenin, hangi gen proteini ürettiğini ortaya çıkartmak. Bunu gerçekleştirirken “Muhabir” genlerinden yararlanılıyor. Muhabir geneler, hangi gen aktif durumda ise floresan ışığı ile sinyal vererek bilim adamını yönlendiriyor.

Zaman içinde “Arabidosis Grubu”, “Sanal Bitki” yaratmayı amaçlıyor. 10 yıl sonra bitkinin dört boyutlu sitesini ziyaret edenler, genlerin üzerine tıklayarak hangi genin hangi işlevi yaptığını anlayabilecekler. Hatta bu aşamada insanlar tanrılığa bile soyunabilirler. Bir düğmeye basarak bitkinin nasıl fotosentez yaptığını (molekül bazında) izleyebilecekler. Sanal bir kuraklık ortamı yaratıp, bitkinin strese nasıl dayandığını da izlemek olası. Bitkinin yaşadığı ortamı ölümcül bir mikrop salarak, bitkinin savunmasını yaparken hangi genleri devreye soktuğunu görmekte eğlenceli olabilir.

Salk Entitüsü’nden Joe Ecker bu çalışmanın pratik açıdan yararlarını saymakla bitmeyeceğini ileri sürüyor. Bilimsel tarım ile uğraşanlar viral bir hastalığa karşı Arabidopsis’in savunma mekanizmasını güçlendirip, bu bilgileri diğer ekinlerde de uygulamaya sokabilirler. Bir anlamda Arabidopsis heykeltraşın çamurdan modeli gibi deneme amaçlı kullanılacak. Çamur şekillendirmeye uygundur. İstenilen şekil elde edilince, devreye mermer girer.

Arabidopsis’in yapı iskelesi gibi kullanılmasını öneren Ecker, bitkinin temel yapısı üzerine ısmarlama bitkinin genemonun oturtulabileceğini öne sürüyor. Sonuçta da daha fazla ürün veren ekinler, sovuğa, kuraklığa, haşareye dayanıklı bitkiler hayal olmaktan çıkacak. “İlkez bitkilerin genetik özelliklerini değiştirerek daha mükemmel ekimler elde edebileceğiz” diye konuşan Ecker, “Bu şekilde doğal felaketlerin kıtlık ve açlığa neden olmasını önüne geçebileceğiz” diyor. Chory de Arabidopsis araştırmalarını insanlığa büyük yarar sağlayacağına inanıyor: “Dünyanın korkunç bir hızla büyüyen nüfusunu doyurmak için tek çözüm Yeşil Devrim. Açlığı önlemenin bence tek yolu bitkilerden daha akıllıca yararlanmak”

Meyerowitz beklentilerini daha da uç noktalara vardırıyor: “Bitkilerin yaşantımızdaki rolü çok önemlidir. Arabalarımıza yakıt oluşturur. Yiyecek olarak kullanıyoruz. Hava olarak soluyoruz. Kimya ve ilaç sanayi için hammadde olarak yararlanıyoruz. Şu anda oturduğum sandalye bile tahtadan yapılmış. Pencereden dışarı baktığım zaman her yerde bitki görüyorum. Bu durumda çinide yaşadığımız dünyayı daha iyi anlamak ve çevreyi korumak için bitkilerin nasıl yaşadığını daha iyi öğrenmek zorundayız.”

 
BU HABERLE İLGİLİ DİĞER GELİŞMELER

Haber listemize üye olup tarım sektöründeki haberlere, geliştirici herkese açık tartışma platfomlarına katılabilirsiniz.
.

	Mail adresinizi sol aşağıya yazın ve "Listeye Gir" butonuna tıklayın.
	Karşınıza gelecek sayfadaki formu eksiksiz doldurun.

ARAŞTIRMA

>> Birinci Köy ve Ziraat Kalkınma
>> Kongresi / Ankara 1938

>> Araştırmacı gözüyle / Tarım
>> Sektörüne eleştirel bir bakış
>> A. Nedim NAZLICAN

>> Biotek Çılgınlaşıyor-III

>> Yeşil devrime yeşil ışık



 
ANA SAYFAYA DÖN
 

Bitki dünyasının bilinmeyen yönlerini gün ışığına çıkartmaya yönelik çalışmalar, suteresinin genetik şifresinin çözülmesiyle yepyeni bir evreye girdi. Bu gelişme yeşil devrime yeşil ışık yakıyor...