Harvard’dan Caltech’e uzanan başarı! Türk fizikçinin çığır açan keşfi: 178 yıllık problemin çözümüne katkı sunduk

Yaşamın 4 milyar yıl önce nasıl başladığına dair gizeme ışık tutan çalışmasıyla dikkati çeken 27 yaşındaki Furkan Öztürk, Caltech'te "Ozturk Lab" adıyla kendi laboratuvarını kurdu.

Nobel ödüllü biyokimyacı Jack Szostak tarafından doktora çalışması "çığır açıcı" olarak nitelendirilen Öztürk, ekibiyle laboratuvarında araştırmalarını sürdürüyor.

Öztürk, bir kongre için geldiği Türkiye'de çalışmalarını anlattı.

Bilim dünyasında ses getiren doktora tezine değinen Öztürk, şöyle konuştu:

"Doktoramda, erken Dünya koşullarında, yani kabaca 4 milyar yıl önce yaşamın nasıl ortaya çıktığına dair bir problem üzerine çalışmaya başladım. Bu problem aslında, genetik moleküllerin fonksiyon gösterebilmesi için elzem bir özellik. 'Homokiralite' dediğimiz bu özelliğin nasıl ortaya çıktığına dair araştırmalar yaptım. Homokiralite karmaşık duyulan teknik bir terim ancak ifade ettiği şey gayet basit. 'Kiralite' geometrik bir özellik olup, objelerin sağ elli ve sol elli şekilde, yani birbirinden farklı iki ayna görüntüsünde olmasını ifade ediyor. Homokiralite de aslında bunların sadece bir tanesinin bulunması durumu, yani kiralitenin homojenliğini ifade ediyor, yalnızca sağ el veya yalnızca sol el. Peki, bu yaşam için neden önemli? Yaşamın moleküler yapısını incelediğimizde, birçok önemli kiral biyomolekül görüyoruz; amino asitler, RNA, DNA ve şekerler... Bunların hepsi, ellerimiz gibi, hem sağ elli hem sol elli ayna görüntüsünde bulunabilen moleküller."

Laboratuvar ortamında yapılan bir kimyasal sentezde bu moleküllerin sağ elli ve sol elli formlardan oluşan bir karışım şeklinde üretileceğini ifade eden Öztürk, biyolojiye, yani canlı sistemlere bakıldığında ise amino asitlerin sadece sol elli, şekerlerin ve nükleik asitlerin de sadece sağ elli formunun görüldüğünü belirtti.

Öztürk, yaşamın kimyadaki ayna simetrisini kırdığını ve bu kırılmanın yaşamın başlayabilmesi için bir gereklilik olduğunu vurguladı.

"BU BÜYÜK PROBLEMİN ÇÖZÜMÜNE KATKI SUNMUŞ OLDUK"

DNA sarmalına işaret eden Öztürk, şunları kaydetti:

"Bizim 5 liranın arkasına bakarsanız, orada bir ikili DNA sarmalı görürsünüz. Bu sarmal, sağa doğru kıvrılan bir şekildedir ancak sola doğru kıvrılan şeklinin de olması mümkündür. Ama 'Neden yoktur?' sorusu aslında, homokiralite probleminin bir parçasıdır. Benim ilgilendiğim, merak ettiğim soru buydu. Bu sorunu tespit eden kişi de meşhur Pasteur'dür. Yani böyle bir özelliğin olduğunu keşfeden kişi odur. Bunu 1848'de yapıyor. Bugün itibarıyla, tam 178 yıllık bir problem. Bu büyük problemin çözümüne katkı sunmuş olduk. Yaptığımız çalışmalar, manyetik etkileşimlerin önemini ortaya koydu. Manyetik taşlardaki elektronların, Dünya'nın manyetik alanı altında tek bir yöne doğru yöneldiğini ve bu yönelimin de kiral moleküllerin seçilimi için bir şablon oluşturabileceğini gösteren deneyler yaptık. Tabii ki bu deneyleri, güncel veriden bildiğimiz kadarıyla erken Dünya koşullarında ve yaşam öncesi kimyayla uyumlu bir şekilde tasarladık ve çok güçlü bir sinyal elde ettik."

Öztürk, önerdiği çözümü deneysel olarak da doğruladıklarını belirterek, "Bu aslında yaşamın başlangıcı için gerekli çok önemli bir özelliğin doğal yollarla nasıl ortaya çıkmış olabileceğini gösteriyor." dedi.

Doktora çalışmasının ardından Caltech'e hoca olan ve burada yeni bir araştırma grubu kuran Öztürk, yaşamın başlangıcına dair diğer önemli soruları da cevaplamak için çalışmalara başladıklarını söyledi.

Yaşamın başlangıcı probleminin çok kapsamlı olduğunu vurgulayan Öztürk, "Yaşamın başlangıcını bir yapboz gibi düşünün. Bu yapbozun çeşitli köşelerinde farklı resimler var. Bu yapbozun bir parçasını koymuş olduk, kaba bir resim ortaya çıktı. Şimdi ise hem bu çalışmanın altını dolduruyoruz hem de yapbozun diğer parçalarıyla ilgileniyoruz. Elbette bu konuda çalışan tek araştırma grubu biz değiliz. Dünyada birçok üniversitede bu konu üzerine çalışan, bizim de irtibatta olduğumuz araştırmacılar var." diye konuştu.

Öztürk, yaptığı araştırmanın tabiatı anlamaya yönelik bir temel bilim çalışması olduğunu, illaki bir uygulaması olsun diye yapılmadığını ancak ileride uygulamaların da ortaya çıkabileceğini dile getirdi.

CALTECH'TEKİ ÇALIŞMALARI

Araştırma grubuyla birlikte yaşamın başlangıcıyla ilgili farklı problemlerle ilgilenmeye başladıklarını bildiren Öztürk, "Homokiralite ile ilgili çalışmanın altında yatan bir mekanizma var, 'CISS etkisi'. CISS etkisi bizim keşfettiğimiz bir fenomen değil. Biz bu etkiyi, homokiralite problemini çözmek için kullandık. Şimdi benim ilgimi çeken şey, acaba bu temel mekanizma biyoloji, kimya ve fizikte başka nelere yol açmış olabilir? Homokiralite bir vaka. Bu mekanizma neticesinde ortaya çıktığını düşünüyoruz. Acaba başka nelere yol açmış olabilir bu mekanizma? Mesela, biyolojideki elektron taşınımını etkiliyor mu? Caltech'teki grubumda bu gibi disiplinler arası problemlerle ilgileniyoruz." ifadelerini kullandı.

Öztürk, Caltech'te kurduğu laboratuvarını ve burada üzerinde durdukları yeni çalışmaları şöyle anlattı:

"Caltech'e 2025 yılı eylül ayı itibarıyla başladım. Burada bir laboratuvar kurdum ve bir araştırma grubum var. Grubumda doktora öğrencileri ve doktora sonrası araştırmacılar bulunuyor. Hepsi farklı disiplinlerden geliyor ve bir ekip olarak çalışıyoruz. Ekibimizdeki bazı araştırmacılar, erken Dünya koşullarında taşların nasıl manyetize olduğu üzerine çalışıyor. Bazıları ise yüzeylerin çeşitli tepkimelerin gerçekleşmesindeki etkilerini inceliyor. Örneğin, nitrojen canlılık süreçlerinde nasıl kullanılıyor, karbondioksit nasıl değerlendiriliyor? Bunların hepsi yaşamın başlangıcına dair sorular. Yaşamın nasıl başladığı, bir günde çözülebilecek bir problem değil. Yapbozun diğer parçalarını da görmemiz gerekiyor. Çalışmalarımızın odağı bu yönde ancak ilgili başka problemlerle de ilgileniyoruz. Örneğin, elektron spininin biyoloji ve kimyadaki etkileri. En büyük hayalim, ölmeden önce dünyada yaşamın nasıl başladığını anlamak. Bunu elbette tek başıma yapmayacağım, araştırma grubum ve birlikte çalıştığımız diğer akademisyenlerle birlikte gerçekleştireceğiz. Nihayetinde bu problemin çözüleceğine inanıyorum. Bu tabii ki bir hayal ve bir inanç ancak alandaki gelişmeler doğru yolda olduğumuzu gösteriyor."