Uzay Biyolojisi Araştırmalarında Türkiye İmzası!
Üsküdar Üniversitesi tarafından düzenlenen “Toplum İçin Bilim Eğitim Seminerleri” devam ediyor. Bu kapsamda Üsküdar Üniversitesi TRGENMER Müdürü / Proje Yürütücüsü Dr. Cihan Taştan, bilim meraklılarıyla buluştu.
“Proje Serüvenim ve Uzay Biyolojisi” başlıklı seminerde konuşan Dr. Cihan Taştan, uzayın insan sağlığı üzerindeki etkilerine dair dikkat çekici veriler aktarıldı.
Dr. Taştan, toplumda bilim farkındalığını artırmayı hedefleyen etkinlikte, uzayın artık Türkiye için yeni bir araştırma alanı haline geldiğini ve uzay çalışmalarının yalnızca bilimsel değil; kanser biyolojisi, nörodejeneratif hastalıklar, logevity (uzun yaşam) ve sağlıklı yaşamanın uzay şartlarındaki biyolojisini açıklamanın yanında ekonomik açıdan da yüksek katma değer ürettiğine dikkat çekti.
Üsküdar Üniversitesi’ne 2020 yılında katılan Dr. Cihan Taştan, 2021’de Transgenik Hücre Teknolojileri Uygulama ve Araştırma Merkezi (TRGENMER)’ni, Kurucu Rektör Prof. Dr. Nevzat Tarhan’ın desteğiyle hayata geçirdiklerini belirtti.
Dr. Taştan, yurt dışında özellikle New York University ve akabinde Jackson Laboratory Genomic Medicine’daki deneyimlerinden edindiği bilgi ve teknolojik altyapıyı TRGENMER bünyesine taşıdıklarını ifade ederek, böylece daha önce NASA’ya doktora sonrası araştırmalar için yönelttiği bilimsel soruları şimdi Türkiye’de, Türkiye Uzay Ajansı (TUA) ve Tübitak Uzay destekleriyle; Üsküdar Üniversitesi çatısı altında çalışma imkânı bulduğunu vurguladı.
Uzayda Yerçekimsiz ortam insan gen ifadesini değiştiriyor
Uzayda “mikrogravite” yani yerçekimsiz ortamın insan biyolojisi üzerindeki etkileri konusuna dikkat çeken Dr. Taştan, laboratuvar ortamında mikrogravite koşullarını simüle ederek başlayan çalışmaların, gerçek uzay görevleriyle ileri bir aşamaya taşındığını belirtti.
Türkiye’nin ilk insanlı uzay misyonu kapsamında seçilen 13 projeden biri olan “Message (Microgravity Associated Genetics)” projesiyle, astronotların genetik ifadesindeki değişimlerin incelendiğini anlatan Dr. Cihan Taştan, çalışmada, uzayda alınan kan örnekleri ile dünyadaki örnekler karşılaştırılarak mikrogravitenin gen ifadesi üzerindeki etkilerinin analiz edildiğini kaydetti.
Astronotlarla birebir eğitim ve deney süreci
“Proje sürecinde lisans ve lisansüstü düzeyde birçok öğrenci aktif rol alırken, Türkiye’nin ilk uzay araştırmaları kaynaklı yüksek lisans tezleri de bu çalışmalarla ortaya çıktı. Halen çok sayıda tez ve araştırma devam ediyor. Deneylerin uzayda uygulanabilmesi için Türk astronotlar Alper Gezeravcı ve Tuva Cihangir Atasever, üniversite laboratuvarlarında kapsamlı eğitimlerden geçti. Tüm deney protokolleri önceden hazırlanarak uzayda uygulanacak şekilde planlandı.” diyen Dr. Taştan, Gezeravcı’nın gerçekleştirdiği görev ve ardından Atasever’in yörünge altı uçuşuyla birlikte genetik ifade analiz çalışmalarının başlatıldığını söyledi.
İki farklı uzay göreviyle kritik karşılaştırma
Araştırmanın en önemli yönlerinden birinin iki farklı uzay görevinin karşılaştırmalı olarak incelenmesi olduğunu söyleyen Dr. Cihan Taştan, ilk görevde astronotlar yaklaşık 440 kilometre yüksekliğe çıkarken, ikinci görevde Atasever’in 100 kilometrelik yörünge altı uçuşunun analiz edildiğini ifade etti.
Bu sayede yalnızca yerçekimsiz ortamın etkilerinin, kozmik radyasyon ve stres gibi diğer faktörlerden ayrıştırılarak değerlendirilebildiğini dile getiren Dr. Taştan, mikrogravitenin (yerçekimsiz ortamın) uzayın biyolojik etkilerini anlamada önemli bir “biyo-belirteç” olarak değerlendirildiğini belirterek, bu sayede daha önce tanımlanmamış ve karakterize edilmemiş birçok genin keşfedilmesine yönelik veriler elde ettiklerini ifade etti.
Kan örnekleri -80 derecede saklandı
“Çalışmalar kapsamında yalnızca gen düzeyinde değil, aynı zamanda uzun yaşamla ilişkili telomer yapısı ve longevity genlerinin ifade değişimleri gibi kritik biyolojik mekanizmalar da mikrogravite koşullarında incelendi.” diyen Dr. Taştan, araştırma sürecinde, Dragon kapsülüyle Uluslararası Uzay İstasyonu’na (ISS) gönderilen üç astronottan — Türk ve uluslararası ekip üyelerinden — uzaya çıkmadan önce kan örnekleri alındığını, bu örneklerin özel koşullarda -80°C’de saklandığını aktardı.
ISS’e ulaşıldıktan sonra astronotlardan 4., 7. ve 10. günlerde, belirlenen protokoller çerçevesinde ve belirli fizyolojik hazırlık süreçlerinin ardından (egzersiz ve kontrollü beslenme düzeni gibi) tekrar kan örnekleri alındığını ifade eden Dr. Taştan, toplanan örneklerin, ISS’e özel olarak tasarlanmış -80°C MELFI buzdolaplarında muhafaza edilerek Dünya’ya ulaştırıldığını belirtti.
Dr. Cihan Taştan, Houston üzerinden İstanbul’a, Üsküdar Üniversitesi laboratuvarlarına getirilen bu biyolojik materyallerle birlikte uzayda yerçekimsiz ortamın insan genetik ifadesi üzerindeki etkilerinin detaylı biçimde analiz edilmeye başlandığını söyledi.
Yerçekimsiz ortamdan etkilenen genleri ayırt edebildik
Dr. Cihan Taştan, uzay biyolojisi çalışmalarında yalnızca mikrogravitenin etkisini ortaya koyabilmek için diğer tüm değişkenleri ayrıştırmak zorunda olduklarını belirterek süreci şöyle anlattı:
“Kozmik radyasyon, uçuş sırasında maruz kalınan yüksek G kuvveti, stres ve korku hormonları gibi birçok faktörü elememiz gerekiyordu. Bu problemi, ikinci astronotumuz Tuva Cihangir Atasever’in, Virgin Galactic 07 misyonuyla yaklaşık 100 kilometre yüksekliğe çıkmasıyla aştık. Kısa süreli bu uçuş sayesinde, uçuş öncesi ve sonrası genetik verileri karşılaştırarak yalnızca yerçekimsiz ortamdan etkilenen genleri ayırt edebildik.”
60 bin mRNA’yı analiz ettik
Uzayda yürütülen çalışmaların yüksek teknoloji gerektirdiğini vurgulayan Dr. Taştan, analiz sürecinin kapsamına dikkat çekti ve “İnsan vücudunda yaklaşık 25 bin gen bulunuyor ve bu genler 120 bine yakın mRNA üretimiyle ifade ediliyor. Biz özellikle kan ve lenfosit hücrelerinden yaklaşık 60 bin mRNA’yı analiz ettik. Milyonlarca veri kopyası üzerinde çalıştık, günler süren analizler yaptık ve gigabaytlarca veri işledik.” dedi.
Türk bilim insanları tarafından isimlendirilecek ilk genler var
Elde edilen verilerin üç farklı zaman diliminde incelendiğini belirten Dr. Taştan, dikkat çekici bir keşfe imza attıklarını söyledi ve “Henüz isimlendirilmemiş, fonksiyonu bilinmeyen LOC genleri üzerinde çalıştık. Dünya koşullarında neredeyse hiç ifade edilmeyen bazı genlerin, uzayda günler geçtikçe aktifleştiğini gördük. Yaklaşık 60’tan fazla LOC genini inceledik ve bunlardan 6 tanesinin doğrudan mikrogravite ile ilişkili olduğunu ortaya koyduk. Bu genler, Türk bilim insanları tarafından isimlendirilecek ilk genler arasında olacak.” diye konuştu.
Uzay ortamının yaşlanma ve uzun yaşam üzerindeki etkileri de incelendi
Uzay ortamının yaşlanma ve uzun yaşam üzerindeki etkilerine de değinen Dr. Taştan, çarpıcı sonuçları şu sözlerle aktardı:
“Hücresel yaşlanma ile ilişkili AP2A1 gen ailesinin uzayda anlamlı şekilde baskılandığını gördük. Buna karşılık uzun yaşamla ilişkili genlerin ifadesi artıyor ya da stabil kalıyor. Bu durum, hücrelerin mikrogravite koşullarında kendini hayatta kalmaya ve uzun yaşamaya adapte ettiğini gösteriyor.”
Araştırmaların yalnızca yaşlanma değil, nörolojik hastalıklar açısından da önemli veriler sunduğunu ifade eden Dr. Taştan, şunları kaydetti:
“Alzheimer ve Parkinson ile ilişkili birçok genin astronotlarda baskılandığını tespit ettik. Bu da gelecekte bu hastalıklar için yeni ilaç hedefleri geliştirme potansiyeli sunuyor. Aynı şekilde depresyon, şizofreni ve obsesif kompulsif bozuklukla ilişkili genlerde de değişimler gözlemledik.”
Uzayda uzun süre kalmanın psikolojik etkilerine de değinen Dr. Taştan, özellikle davranışsal genlere dikkat çekti ve “MAOA geni gibi bazı genlerdeki değişimler, uzun süreli uzay görevlerinde stres ve davranışsal eğilimler açısından önemli biyobelirteçler sunabilir. Bu veriler, gelecekte astronot seçiminde genetik analizlerin kullanılmasının önünü açabilir.” dedi.
Yaklaşık 250 genin önemli bir kısmında anlamlı değişimler tespit edildi
Bilişsel süreçler üzerine yapılan analizlerin de dikkat çekici olduğunu belirten Dr. Taştan, öğrenme kapasitesine ilişkin bulguları şöyle özetledi ve “Nöroplastisite ile ilişkili yaklaşık 250 genin önemli bir kısmında anlamlı değişimler tespit ettik. Bu da uzayın, öğrenme ve bilişsel süreçler üzerinde etkili olabileceğini gösteriyor.” ifadesinde bulundu.
Elde edilen bulguların yalnızca uzay araştırmalarıyla sınırlı kalmayacağını vurgulayan Dr. Taştan, “Keşfettiğimiz biyobelirteçleri kullanarak, insanları uzaya göndermeden telomer uzunluğunu artırabilecek, hücresel yaşlanmayı yavaşlatabilecek ve uzun yaşamı destekleyebilecek yeni tedavi yaklaşımları geliştirmeyi hedefliyoruz. CRISPR gibi gen mühendisliği teknolojileriyle bu verileri pratiğe dönüştürmek mümkün.” diye konuştu.
Çalışmaların uluslararası platformda paylaşılacağını belirten Dr. Taştan, elde edilen sonuçların hem bilim dünyasına hem de geleceğin uzay misyonlarına yön verecek nitelikte olduğunu söyledi. Dr. Cihan Taştan, yürüttükleri uzay biyolojisi çalışmalarının yalnızca mevcut projelerle sınırlı kalmayacağını, Türkiye’nin gelecekteki uzay misyonlarında da aktif rol almayı hedeflediklerini açıkladı.
Dr. Taştan, projenin devam ettiğini vurgulayarak, şunları söyledi:
“Üsküdar Üniversitesi TRGENMER Araştırma ve Geliştirme Sorumlumuz Beyza Aydın ve oluşturduğumuz uzay çalışma ekiplerimizle birlikte uzay projemizi halen sürdürüyoruz. Önümüzdeki dönemde ‘MESSAGE’ bilim misyonu kapsamında yeni uzay görevlerine de katkı sağlamayı planlıyoruz. 10-14 günlük görevlerin ötesine geçerek 90 gün ve üzeri uzun süreli uzay misyonlarında da Türkiye olarak yer almak istiyoruz. Bu yönde görüşmelerimiz devam ediyor.”
Yeni projeler arasında Ay misyonu var
Yeni projeler arasında Ay misyonu ve veri taşımaya yönelik yenilikçi çalışmaların da bulunduğunu belirten Dr. Taştan, “Dünyadaki bilgilerin uzaya aktarılması için ‘DNA Ark’ yani DNA gemisi projesi üzerinde çalışıyoruz. Amaç, tüm verileri DNA üzerinde kopyalayarak uzun uzay yolculuklarında insanlığın bilgisini koruyabilmek. Bu konu ile ilgili Araştırma ve Geliştirme Sorumlumuz Beyza Aydın ile yazdığımız makalenin öncük raporunu yayınladık.” şeklinde konuştu.
Elde edilen bilimsel sonuçların uluslararası platformlarda paylaşıldığını ifade eden Dr. Taştan, çalışmaların bilim dünyasında karşılık bulduğunu dile getirdi ve “2024’te İtalya’da, 2025’te AR-GE Sorumlumuz Beyza Aydın ile birlikte, Avustralya Sidney’de Uluslararası Astronomi Kongresi’nde bulgularımızı sunduk. Bu yıl ise 77’ncisi Antalya’da düzenlenecek kongrede 10 bildiri ile başvuru yaptık ve bunlardan 6 tanesinde sözlü sunum yapacak şekilde yer alacağız. Çalışmalarımızın önemli bir kısmı yüksek etki faktörlü dergilerde yayın aşamasında. Uzayın insanlarda sağlıklı ve uzun yaşamla ilişkili genleri etkilediğini ortaya koyduğumuz çalışmamız Nature Yayın Grubu Aging dergisinde kabul aldı. Diğer çalışmalarımız da Nature Microgravity dergisinde değerlendirme sürecinde.” dedi.
Uluslararası iş birliklerine de dikkat çeken Dr. Cihan Taştan, şu ifadeleri kullandı:
“NASA ve Avrupa Uzay Ajansı bilim insanlarıyla iş birliği fırsatları yakaladık. Amerika’daki üniversitelerle ortak çalışmalar yürütme aşamasına geldik. Nature Yayın Grubu Aging dergisine kabul alan makalemizi NASA Ames Araştırma Merkezi’nde çalışan Prof. Dr. Fathi Karouia ile işbirliği halinde hazırladık. Tüm bu süreçte Türkiye’nin uzay alanındaki görünürlüğünü artırmaktan gurur duyuyoruz.”
Türkiye’de ilk gen tedavilerinin geliştirilmesine yönelik araştırmalar sürüyor
Dr. Cihan Taştan, yalnızca uzay biyolojisi değil, genetik mühendisliği ve gen tedavileri alanında da çalışmalar yürüttüklerini belirterek, Türkiye’de ilk gen tedavilerinin geliştirilmesine yönelik araştırmaların sürdüğünü kaydetti.
Projelerde Türkiye Uzay Ajansı ve TÜBİTAK Uzay başta olmak üzere birçok kurumun destek verdiğini vurgulayan Dr. Taştan, geçmişte hedeflediği uluslararası deneyimi farklı bir şekilde gerçekleştirdiklerini söyledi ve “NASA’da çalışmayı hedeflemiştim. Bugün geldiğimiz noktada, bu projeler sayesinde hem biz hem de öğrencilerimiz NASA’dan eğitimler aldık. Öğrencilerimiz sertifikalı bilim insanları haline geldi. Çalışmalarımız NASA ve Axiom Space platformlarında resmi olarak yer aldı.” diye konuştu.
Gençlere staj çağrısı
Gençlere de çağrıda bulunan Dr. Taştan, özellikle biyomühendislik öğrencilerinin uzay alanına yönelmesi gerektiğini ifade ederek, “Türkiye Uzay Ajansı ve TÜBİTAK Uzay’ın proje çağrılarını takip edin. Biyosensör geliştirme, uzay ekipmanları üretimi gibi alanlarda kendinizi geliştirin. Staj ve araştırma fırsatlarını değerlendirin, farklı üniversitelerde yürütülen projelere ulaşarak aktif rol almaya çalışın.” şeklinde sözlerini tamamladı.
Kaynak: (KAHA) Kapsül Haber Ajansı
