Sakızlardan DNA elde edilmesi geçtiğimiz ay bilim dünyasının gündemine oturmuş ve araştırma ekibinde yer alan Emrah Kırdök de adından sıkça söz ettirmişti. Tübitak 2219 programı kapsamında İsveç Stockholm Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırmacı olan Dr. Emrah Kırdök ile WhatsApp üzerinden bir röportaj yaptık.
Emrah Kırdök, Gebze Teknik Üniversitesi yüksek lisans ve doktora mezunu bir biyolog. Geçtiğimiz yıldan beri Stockholm Üniversitesi Arkeoloji ve Klasik Çalışmalar bölümünde araştırmalarını sürdürüyor. Çalışma alanları ise moleküler biyoloji ve genetik. On yıl deneysel bir araştırmacı olarak çalıştıktan sonra Dr. Kırdök, biyoinformatik üzerine odaklandı. Mevcut araştırmalarını iki ana alana odaklayan Emrah Kırdök, bunların; arkeolojik örneklerden dizilenmiş antik DNA’nın metagenomik analizi ve insanlık tarihini antik DNA üzerinden anlamak olarak açıklıyor.
Kırdök, İskandinavya’ya yerleşen ilk insanların çiğnediği sakızlardan elde edilen DNA çalışmasının biyoinformatik analizlerini yapmış ve ortak açıklamada, Huseby Klev bireylerinin genetik verileri üzerinden yapılan demografi analizlerinin, batıdaki avcı-toplayıcılara doğudakilerden çok daha yüksek oranda benzerlik gösterdiğini ifade etmişti.
Röportaja geçmeden önce araştırmanın özetini paylaşarak hatırlatalım:
İskandinavya’ya 10 bin yıldan daha uzun zaman önce ilk yerleşen insanlar, DNA’larını çiğnenmiş huş ağacı kabuğunun üzerindeki katran sakızlarda bıraktı. Araştırmacılar, keşfedilen sakızlardaki DNA’ların, bölgede bulunan en eski insan DNA’sı olduğunu ifade etti. İki kadın ve bir erkek olmak üzere üç farklı bireye ait genler, hem insan genetiği hem de madde kültürü ile ilgili oldukça önemli veriler sağlıyor.
Günümüzde bilinen en eski alternatif DNA elde etme yöntemlerinden bir tanesi, antik insanların çiğnedikleri sakızlardır. Erken Mezolitik avcı-balıkçı bölgesi olan İsveç’in batı kıyısındaki Huseby-Klev’den elde edilen arkeolojik buluntular 1990’ların başında bölgede başlayan kazıda toplanmıştı. Çiğnenmiş sakızların üzerindeki DNA’yı analiz etmek çok zordu. Sakız buluntularının analizi, Oslo’daki Kültür Tarihi Müzesi’nde çalışmalar yapan, Uppsala Üniversitesi doktora öğrencisi Natalija Kashuba ve Stockholm Üniversitesi işbirliğinde yapıldı. Üç insandan elde edilen DNA, malzeme kültürüyle insan genetiği arasında bağlantı kurmaya yardımcı oldu. Çalışma, DNA sahiplerinin erken Mezolitik Çağ’ın Buz Devri Avrupa’sındaki topluluklar ve İsveç’teki avcı-toplayıcı topluluklar arasında büyük benzerlikler olduğunu gösteriyor. Kazı alanında bulunan aletler, Doğu Avrupa düzlüklerinden buralara ulaşmış taş (litik) teknoloji olarak ifade edildi.
Bu eski sakızlardan elde edilen DNA’lar, yalnızca uzun zaman önce halkların kökenlerini ve hareketlerini izlemek için değil aynı zamanda sosyal ilişkileri, hastalıkları ve yiyecekleri hakkında iç görü sağlama konusunda da büyük bir potansiyele sahip.
Kırdök antik sakızlarda DNA çalışmasına nasıl dahil oldu?
Röportaja dönecek olursak Dr. Emrah Kırdök, sorumuz üzerine “yeni nesil DNA dizileme”yi anlattı. Kırdök, yeni nesil dizileme teknolojilerinin, yüksek hacimli ve paralel DNA dizileme yöntemlerinin genel bir ismi olarak kullanıldığını belirterek sözlerine başladı ve açıklamasını sürdürdü: “Bu sayede herhangi bir biyolojik örnekten elde edilen DNA dizileri, bu yöntemler yardımıyla aynı anda hızlı bir şekilde çoğaltılabilmektedir. Geleneksel dizileme yöntemlerinde bir dizileme reaksiyonu içerisinde sadece bir DNA dizisinin çoğaltımı gerçekleştirilirken, Yeni nesil dizileme yöntemlerinde farklı DNA dizileri aynı anda ve yüksek hacimde çoğaltılmaktadır.”
Hilal Bardakcı: Stockholm Üniversitesinden bir ekiple, İskandinavya’ya ilk yerleşen insanların sakızlarda bıraktığı DNA’yı incelediniz. Araştırma ekibine nasıl dahil oldunuz?
Emrah Kırdök: “Mart,2018’de mikrobiyal arkeoloji alanında çalışmak üzere Stokholm Ünversitesi, Arkeolojik ve Klasik Bilimler Bölümü’nde doktora sonrası araştırmalarıma başladım. Bu sırada antik sakızlardan elde edilen insan DNA’sını incelemek için biyoinformatik alanında çalışan birisini arıyorlardı. Natalija Kashuba bu projeye dahil olmam için teklifte bulundu. Ben de bu teklifi kabul ederek projeye dahil oldum.”
H.B.: Peki bu çalışmada sizi en çok heyecanlandıran ne oldu?
Emrah Kırdök: “Sakızlardan DNA elde edilmesi çok ilgimi çekti. Düşünün onbin yıl önce birisi sakız çiğniyor ve yere atıyor. Onbin yıl sonra bu sakız bulunuyor ve bu sakızı çiğneyen kişinin DNA’sı elde ediliyor. Aynı zamanda bu sakızın içerisine insan tükürüğü de karıştığı için bu bireyin ağız mikrobiyomu hakkında da bir fikrimiz olabilir. Popülasyon genetiğini bir tarafa koyarsak, işin bir de adli boyutu da var. Sakız çiğneyip yere attığınızda aslında kişisel açıdan çok değerli bilgilerinizi de atmış oluyorsunuz. Böyle bir bilginin yaklaşık onbin yıl sonra incelenmesi de işe ayrı bir heyecan katıyor.”
Doğrudan insana ait olmayan bir örnekten DNA elde etmek çalışmayı zorladı
H.B.: Bu çalışmanın asıl zorluğu nedir? Hangi aşama sizi daha çok uğraştırdı?
Emrah Kırdök: “Bu çalışmadaki zorluklardan bir tanesi DNA izolasyonunda oldu. Doğrudan insana ait olmayan bir materyalden DNA elde etmek için farklı yöntemler kullanmamız gerekti. Antik sakızlardan elde edilen insan DNA’sı oranı, bazı dizileme kütüphanelerinde yüzde 0,2’ye kadar indi. Bu da biyoinformatik çalışmalarda yapılan istatistiksel analizlerde zorluk oluşturdu. Şöyle ifade etmeme izin verin; Popülasyon genomik analizlerinde temel olarak Tek Nükleotid Polimorfizmi (TNP) adı verilen nükletoid değişimlerinin bireyler arasındaki değişimleri inceleniyor. Bu TNP’ler, antik DNA dizilerinin modern insan referans genomları ile karşılaştırılması sonucu elde ediliyor. Elde edilen TNP miktarı aslında genom kapsamı ile doğrudan bağlantılı. Yani ne kadar fazla insan DNA’sı elde edersek o kadar geniş genom kapsamı ve o kadar fazla TNP elde edebiliriz. Yeterli genom kapsamı ve yeterli TNP sayısına ulaşmak için fazla dizileme yapmamız gerekti. Hatta insan DNA’sı oranını arttırmak için metagenomik dizileme odaklı metodları da çalışmalarımıza dahil ettik. Yani deneysel yöntemler, biyoinformatik çalışmaların tutarlılığını doğrudan etkiliyor da denilebilir.”
