Bugün biliyoruz ki, yaşamın varoluşunda, canlılar arasındaki genetik aktarımda ve belki de biz insanların şu anki genetik altyapısında virüslerin çok büyük bir yeri var. Oldukça küçük olmalarına rağmen eşsiz doğaları sayesinde yaşadıkları çevreye kolay bir şekilde adapte olabiliyor ve dünyada oldukça dominant bir yapıya sahip olabiliyorlar. Bilim insanları da bu eşsiz canlıların henüz gün yüzüne çıkmamış özelliklerini keşfetmek için araştırmalara devam ediyor.
Dr. Semih Tareen
Röportaj: Sedef Çakır
u röportajımızda, virüslerin gizemli dünyasına dalıyoruz. Bu küçük yapıların özelliklerini, genomumuz ve virüsler arasındaki ilişkiyi ve günümüzde virüslerin biyoteknoloji alanındaki kullanımları gibi konuları konuşacağız. Bugünkü konuğumuz viroloji denince aklımıza gelen ilk isim olan Virolog Dr. Semih Tareen. Öncelikle bugün sizleri aramızda görmekten mutluluk duyuyor ve çok teşekkür ediyoruz. Vakit kaybetmeden sorularımıza geçmek istiyorum.
Yatay gen transferinin büyük bir çoğunluğunun virüsler tarafından yönlendirildiğini biliyoruz. Virüsleri diğer organizmalar karşısında bu kadar güçlü kılan özellikler nelerdir?
Şimdi, şöyle düşünebiliriz aslında. Hayatın akışının devamı ve ivmesi. İvme derken bir kimyasal ivme var. O kimyasal ivme de gen aktarımı veya gen değiş tokuşu üzerine. Bu şekilde evrimleşmiş. Dolayısıyla, hayatta olan, gezegende olan ve bunu başarabilen her varlık bir şekilde başarılı sayılıyor. Örneğin, biz insanlar çocuk yaptığımız zaman bir şekilde gen aktarımı yapmış oluyoruz ve bunun gibi bütün hayatın en temel yapı taşına kadar virüsler de gen aktarımında çok iyiler ki virüslerin de daha bir basit hali olan transpozonlar var. O yüzden, bu sadece virüslere özel bir yetenek değil. Evet, virüsler bunu çok basit bir şekilde yapmayı becerebilmişler evrimsel açıdan. Ama mesela transpozonlara baktığınızda transpozonlar herhangi bir kılıfa ihtiyaç duymadan ve virüs gibi parçacıklar üretmek zorunda kalmadan kendi yapılarını kopyalayabiliyorlar ve bu şekilde çoğalabiliyorlar. Ama tabii virüslerin şöyle bir avantajı oluyor.
Hem kendilerine hem de evrime yatay gen transferi dediğimiz yani bir organizmadan başka bir organizmaya gen transferi yapabiliyorlar. Bunu özellikle bitkilerde çok görüyoruz ve sularda yaşayan organizmalarda örneğin alglerde çok görüyoruz.
Hem kendilerine hem de evrime yatay gen transferi dediğimiz yani bir organizmadan başka bir organizmaya gen transferi yapabiliyorlar. Bunu özellikle bitkilerde çok görüyoruz ve sularda yaşayan organizmalarda örneğin alglerde çok görüyoruz. Bu sayede evrimin akışı sağlanmış. Mesela fotosentez gibi önemli fonksiyonlar bu şekilde hallolabiliyor. O yüzden gerçekten yatay gen transferinde evrimsel bir başarı sağlamışlar ve bir kılıf oluşturarak geçici olarak bir organizma dışında kalabildikleri için organizmadan organizmaya geçebiliyorlar. Tabii burada bir kısıtlama var. Herhangi bir organizmaya geçemiyorlar. Sadece belli organizmaları enfekte ediyorlar. O da bir denge sonuçta. Eğer her organizmayı enfekte etselerdi o denge bozulurdu. O şekilde düşünebilirsiniz. Yani seçilim o şekilde.
Peki önemli bir tartışmaya gelecek olursak, virüslerin canlılar ve cansızlar arasında bir ara form olarak kabul edilmesi hakkında ne düşünüyorsunuz?
Bu tamamen hayatı nasıl tanımladığımızla alakalı. Mesela bazı bilim insanları hayatı metabolizmayla tanımlıyorlar ve metabolizması olan canlılar şeklinde tanımlıyorlar. O yüzden, virüsler öyle düşündüğümüz zaman onlara göre canlı tanımına uymuyor. Bazı bilim insanları ise daha çok DNA kopyalama, DNA, RNA ve nükleik asit transferi şeklinde düşünüyorlar ki ben de bu gruba giriyorum ve nükleik asit transferini başarmış her yapı aslında başarılı olabiliyor benim gözümde. Bir hayata hem katkısı oluyor hem de devam edebiliyor ve bunun herhangi kimyasal, organik maddelerden biraz farkı var. Örneğin, nükleik asit transferini başaran virüsler. Zaten ilk soruda cevapladığım gibi hem yatay transfer hem kendilerini çoğaltmada çok başarılı organizmalar. İlk soruda konuştuğum gibi transpozonlar. Transpozonlar mesela bu şekilde gen aktarımını hücre içinde sağlayabiliyorlar. Kendilerini kopyalayabiliyorlar.
Ben hayata bu şekilde bakıyorum. O yüzden, benim gözümde bu tanımdan dolayı virüsler canlı oluyorlar. Hatta bazı virüslerde metabolizma bile yavaş yavaş keşfedilmeye başlandı.
Ben hayata bu şekilde bakıyorum. O yüzden, benim gözümde bu tanımdan dolayı virüsler canlı oluyorlar. Hatta bazı virüslerde metabolizma bile yavaş yavaş keşfedilmeye başlandı. Örneğin, Mimi virüs dediğimiz bazı dev virüsler var. Bunlar bakteri kadar büyükler ve bu virüslerin çeperlerinde bir proton döngüsü olduğu anlaşıldı. Genelde proton döngüsünü biz hücrede enerji sağlayan enerji depoları diye düşündüğümüz için bir şekilde temel bir metabolizma olabilir diye düşünüyoruz o virüslerde. Yani, virüsler bizi sürekli şaşırtmaya devam ediyor. Dolayısıyla, kesinlikle insan biçimciliğinden kaçmalıyız. Hani konuşan, düşünen varlıklar canlı, diğerleri cansız şeklinden kaçmalıyız. Benzer mantıktan dolayı da bence sadece metabolizmaya göre hayatı tanımlamak da yanlış olur. Bu tanımın çok ilginç bir tarafı ortaya çıkıyor. O da mesela prionlar. Prionlar biliyorsunuz deli dana hastalığına sebep olan ve yanlış katlanmış proteinler. Proteinler kendi başlarına tabii ki canlı değiller ve kendi başlarına çoğalmıyorlar. Fakat, prionların ilginç bir yapısı var. Prionlar yanlış katlandıkları için etraflarındaki doğru katlanmış proteinleri yanlış yöne itebiliyorlar ve dolayısıyla kendilerini teoride çoğaltmıyorlar ama bu şekilde diğer proteinlerin de yanlış katlanmasına sebep olarak bir kimyasal çoğalma sonucu ortaya çıkıyor. Bu şekilde bu da ilginç bir durum. Tabii onlar canlı tanımına girmiyorlar yine çünkü kendilerini çoğaltamıyorlar. Fakat, yine de ilginç felsefik bir varlık yani bu muhabbete katmamız gereken.
Hangi faktörler virüslerin çeşitlenmesine ve yeni türlerin ortaya çıkmasına sebep olabilir?
Burada iki kavramı birbirinden ayırt etmek önemli bence. Birincisi doğada bilmediğimiz bir sürü virüs var ve tabii o virüsleri ilk defa keşfettiğimiz zaman bu yeni bir tür ortaya çıktı anlamına gelmiyor. O tür zaten hep vardı sadece biz insanlar onu yeni keşfettik ve tanımladık. Örneğin 80’lerde ilk HIV virüsü ortaya çıktığı zaman hani AIDS’e sebep olan HIV. O zaman tabii öncesinde biz o virüsü bilmiyorduk ama o virüs sonuçta çok uzun bir süredir yani en azından milyonlarca yıldır bazı primatlarda dolanıyordu. Primatlar dediğim onun farklı türleri örneğin şempanzelerde, gorillerde, maymunlarda dolanıyordu. Sadece insanlara geçtiğinde biz onu tanımış olduk. Zaten HIV virüsü insanlara yani AIDS salgını 80’lerde başladı ama insanlara yaklaşık olarak 100 sene önce geçtiğini şimdi biliyoruz. Ama bunun salgın olup ortaya çıkması tabii 100 seneyi falan buldu. O yüzden, bunun gibi türlerin ortaya çıkması daha çok insanların buna maruz kalmasına bağlı. Örneğin COVID’e sebep olan SARS-CoV-2. Diğer koronavirüslerini biz biliyorduk ve doğada binlerce koronavirüs olduğunu biliyorduk. Fakat, bu türle henüz karşılaşmamıştık ve ilk defa tabii bir salgın olunca karşılaştık. Bunun gibi başka salgınlarda da yeni türlerle, bilmediğimiz türlerle karşılaşacağız. Bunun dışında tabii türleşme ve evrim sürekli devam ediyor.
Bu virüsler sürekli evrim geçiriyorlar ve bu her ne kadar ufak ufak adımlar halinde olsa da virüslerin avantajı çok çabuk evrim geçirebildikleri için bizim şu an tanımadığımız hatta belki tahmin edemediğimiz hatta henüz sınıflandırmasını yapamayacağımız bile bir virüs bir gün ortaya çıkar.
Bu virüsler sürekli evrim geçiriyorlar ve bu her ne kadar ufak ufak adımlar halinde olsa da virüslerin avantajı çok çabuk evrim geçirebildikleri için bizim şu an tanımadığımız hatta belki tahmin edemediğimiz hatta henüz sınıflandırmasını yapamayacağımız bile bir virüs bir gün ortaya çıkar ve biz buna denk gelebiliriz. Bir de tabii metodlar çok gelişti. Mesela şimdi artık biz PCR gibi yöntemler ve real time PCR gibi metodlar sayesinde çok büyük bir numune kütüphanesi oluşturabiliyoruz ve bu sebeple önceden hiç tanımadığımız virüs sekanslarını çıkarıp sınıflandırabiliyoruz. Tabii metodlar da değişti. Dolayısıyla virüslerin nasıl ortaya çıktığı ve türlenmesi de bizim için o şekilde daha anlamlı oldu.
Virüsleri hep zararlı olarak biliyoruz ve aslında bu durum virüsleri hep kötü olarak algılamamıza sebep oluyor. Peki, gerçekten de bu durum böyle midir? Virüsler bizi enfekte ettiğinde pozitif bir katkıları olamaz mı?
Bu aslında halk arasında yanlış bilinen bir şey. Virüslerin çoğu zararlı değil sadece halk arasında biz bir salgın bir hastalık olduğu zaman bunu duyuyoruz. Yoksa virüslerin çoğu zararsız. Virüslerin çok ufak bir kısmı insanları enfekte ediyor ve o enfekte edenlerin de çok çok ufak zerre kadar bir kısmı hasta ediyor insanları. Yoksa yeryüzünde var olan bütün virüs aileleri arasında virüslerin çoğu bizi enfekte etmiyor ve zararlı da değiller. Evet başka türleri de enfekte edebiliyorlar ama onlar da illa zararlı değiller. Dolayısıyla, virüslerin çoğu zararsız hatta bazıları yararlı. Nasıl yararlı? İşte ilk soruda cevapladığım gibi yatay gen transferini sağladıkları için gen değiş tokuşunu sağlıyorlar ve evrimi hızlandırıp evrime bir ivme katmış oluyorlar.
Başka bir faydaları da mesela virüsler insanların ve memeli hayvanların çocuk doğurmasına yardımcı oluyor.
Başka bir faydaları da mesela virüsler insanların ve memeli hayvanların çocuk doğurmasına yardımcı oluyor. Bu çok derin bir konu ama YouTube kanalımda videolarla ben bunu anlatıyorum. Virüs Fantom isimli YouTube kanalımda. Şöyle, atalarımızda bizim DNA’mızın yarısı yani insan genomunun yarısı virüslerden ibaret ve o virüs sekanslarından bazılarını biz hala bugün kullanıyoruz hayatta kalabilmek için. Bunlardan bir tanesi çocuk oluşumu sırasında anne karnında plasenta oluşumunu sağlayan genlerden bir tanesi. Aynı zamanda kas oluşumundaki genleri de sağlayanlardan bir tanesi. Bunların hepsi virüslerden geliyor. İçimizdeki,genomumuzdaki, DNA’mızdaki virüslerden. Bunun gibi bir sürü örnek var. Dolayısıyla virüslerin aslında faydaları çok. Virüsler olmasaydı hayat olmazdı ve biz olmazdık. Virüsleri daha iyi tanımak önemli.
Hangi virüsler kendi genomlarını bizim genomumuza entegre edebilir ve bu süreç nasıl gerçekleşir?
Genelde retro virüs dediğimiz ve retro virüsler dediğimiz çok büyük bir sınıf. Mesela, AIDS’e sebep olan HIV’in de bulunduğu bir sınıf. Bunlar çünkü kendileri normalde RNA virüsü fakat geri transkriptaz enzimiyle hücreye girdiklerinde DNA oluşturuyorlar. Sonra o DNA çekirdek içine girip ondan sonra integraz isimli özel enzimlerle çekirdek içindeki DNA’ya yerleşiyor. O şekilde evrimleşmişler. Dolayısıyla, bu virüsleri doğadaki pek çok memeli hayvanda bulabiliyoruz ve onların genomlarının bir parçası olduklarını bulabiliyoruz.
Virüsler olmasaydı hayat olmazdı ve biz olmazdık.
Tabii burada genoma geçmeleri için ve özellikle çocuklara geçmeleri için herhangi bir hücre değil de çoğalma, eşey hücrelerinin enfekte olması gerekiyor. Mesela erkeklerin sperm, kadınların yumurta hücresinin enfekte olması gerekiyor. Bu enfeksiyonun olması için de tabii virüsün o hücrelere ulaşması gerekiyor. Böyle olduğu zaman o kişilerin, o hayvanların çocukları olduğu zaman her hücresi o hücrelerden oluşacağı için her hücresinde o virüsün DNA’sını görmüş oluyoruz ve bu şekilde onlar o türün genomunun bir parçası oluyorlar. Onların da çocukları, onların da torunları vs. o şekilde o virüs DNA’sını alıyor anne babalarından. Bunun dışında, bu retro virüsler dışında da çekirdeğe ulaşabilen bazı virüsler entegre olabiliyorlar ama bunlar o kadar özel mekanizma geliştirdikleri işin değil. Çekirdek içindeki bazı DNA tamir etme mekanizmaları sayesinde kazara DNA içine alınabiliyorlar. Bunun örneklerin arasında adeno virüsler var ve AAV dediğimiz adeno-associated virüsler var. Onlar da buna örnekler.
Kansere sebep olan virüsler nasıl çalışır ve kanser gelişimine nasıl yol açar?
Bunun bazı örnekleri var ve bunların arasında en iyi bildiğimiz örneklerden HPV yani insan papilloma virüsü var. Onun dışında EBV, Epstein-Barr virüsleri var. Bu tür virüslerin genellikle kendi genomlarında hücre çoğalmasını destekleyen genler var. Örneğin, HPV insan papilloma virüsünde E6 ve E7 ismiyle genler var. E6 ve E7 genleri hücrenin döngüsünü bozup hücreyi tekrar bölünmeye ve tekrar bölünmeye davet ediyor ve o sayede de bu enfekte olmuş hücreler sürekli bölünmeye başlıyor. Bölünmenin durması gereken yerde bölünmeler devam ediyor. Bu şekilde hücrenin üreme döngüsünü bozabiliyorlar ve ortaya kanser çıkabiliyor. Farklı farklı örnekleri var. İnsan papilloma dedik, Epstein-Barr mesela bazı lenfomalara sebep olabiliyor, B hücre lenfomaları. Sonrasında T hücre kanserlerine sebep olan HTLV virüsleri var ve hepsinin de arkasında genellikle bu kansere sebep olan ve hücre döngüsünü bozan genler mevcut. Bunun en güzel örneklerini bilim insanları tavuklarda gördüler. Tavuklarda sarkomaya sebep olan virüsler var ve ilk bunu tavuk modellerinde çalıştılar. Biz de o çalışmalar sayesinde bilgilendik.
Virüsler genetik mühendisliği alanında nasıl kullanılabilir ve sizce kullanılan en etkili yöntem nedir?
Biz tabii virüsleri sürekli biyoteknoloji sahasında kullanıyoruz ve bunu çok uzun dönemden beri yapıyoruz. Özellikle bakterilerde faj kullanarak yapıyoruz bunu. Bakteriofajlar, bakterileri enfekte eden virüsler. Faj kullanarak bakteri içerisine belli genler veriliyor ve o sayede rekombinant DNA teknikleri kullanılıyor bakterilerde. Ama, ben ve takımım özellikle gen terapisi ve hücre terapisinde kullanıyoruz. Örneğin, bozuk geni olan insanlara o genin doğru halini aktarıp genetik hastalıklarına bir rahatlama çözümü sunmaya çalışıyoruz. Onun için AAV yani adeno-associated virüsler kullanılıyor. Veyahut da kansere karşı hücre terapisi geliştirmek için insanların T hücrelerine biz HIV’den alınmış ve HIV üzerine modellenmiş ama AIDS’e sebep olmayacak yani herhangi bir sağlık sorunu çıkarmayacak virüsler kullanarak kanser hastalığının bağışıklık hücrelerini düzenliyoruz. O şekilde kanseri tanımaları ve kanseri yok edecek şekilde eğitiyoruz mesela. Yani, bu tür çalışmaları yapıyoruz ve bunun üzerine onaylanmış ilaçlar var. Bu çalışmalar da 80’lerde başladı. İlk gen terapileri 90’ların başında başladı. Sonra yavaş yavaş 2000’li yılların başlarında ilk gen terapileri onaylandı. Bu şekilde virüsler kullanarak gen aktarımını hastalıkları düzeltmek için veya kansere karşı bağışıklık sistemini eğitmek için yapıyoruz. Mesela şu an en son çalıştığım şirkette şeker hastalığını yenmek için ve lupus gibi otoimmün hastalıkları yenmek için yine aynı şekilde virüsler kullanılıyor ve onlar sayesinde gen aktarımı yapılarak çalışmalar yapılıyor.
Bu bilgilendirici ve keyifli röportaj için çok teşekkür ederiz.
Ben teşekkür ederim.
