Koyun Dolly’nın Babası Ian Wilmut’a Övgü

“Klon koyun Dolly’nin babası” olarak tanınan İngiliz bilim insanı Ian Wilmut, 10 Eylül 2023’te hayatını kaybetti. Wilmut’a beş yıl önce Parkinson hastalığı teşhisi konmuştu. Ekibinin çalışmaları kendi hastalığı da dahil pek çok hastalık konusundaki araştırmaları hızlandırmış olsa da yeni tedavilerin erişilebilir hale gelmesinin onlarca yıl alacağının farkındaydı. “O zamana dek benim gibileri muhtemelen Parkinson hastalığı yüzünden ölmüş olacaklar” derken sadece gerçekçi davranmıştı.

İnsanlar 1996 yılında dünyanın dört bir yanındaki gazetelerde Roslin Enstitüsü araştırma ekibinin bir koyunu klonladığını ve ona “Dolly” adını verdiğini (Dolly Parton’dan esinlenerek) okuduğunda, insanların klonlanması olasılığı üzerine etik ve ahlaki kaygılar tetiklenmişti.

Ancak Ian Wilmut’un bizzat kendisi insan klonlama konusunda endişeliydi ve bu konuda sıkı düzenlemeler yapılması gerektiğini savunuyordu. Dr. Wilmut bir röportajında “Esas amaç aslında kopyalar üretmek değil, hücrelerde hatasız genetik değişiklikler yapabilmek” demişti. İnsanları klonlamanın neden denenmemesi gerektiğini açıklamak için ömrü boyunca yılmadan, yorulmak bilmeden çalıştı.

Yüzyıllardır popüler bir bilim kurgu teması olmasına rağmen, ortalama bir insandan çok daha iyi özelliklere sahip klonların varlığı düşüncesi, ne kadar heyecan verici olursa olsun, her zaman bir korku duygusu yarattı. Yine de, Dolly’nin klonlanması bilim dünyası için dev bir atılımdı ve birçok araştırma alanı üzerinde devrim niteliğinde bir etkisi oldu. Genetik mühendisliği ve kök hücre çalışmaları da bu alanlar arasındaydı.

Dr. Wilmut’un öyküsü

Ian Wilmut 1944 yılında İngiltere’nin Hampton Lucy köyünde doğdu. Annesi de babası da öğretmendi, hatta Wilmut çocukken babasının öğretmenlik yaptığı okula gitmişti. Büyüyünce denizci olmak istiyordu ama renk körü olması nedeniyle bunu yapamadı. Hafta sonlarını çiftlikte çalışarak geçirirken biyolojiye ilgi duymaya başladı ve üniversitede tarım eğitimi aldı.

Wilmut, 1971 yılında Cambridge Üniversitesi’nde (Darwin College) domuz spermlerinin dondurularak saklanması üzerine yazdığı tezle doktorasını bitirdi. Daha sonra adı “Roslin Enstitüsü” olacak olan Hayvan Islahı Araştırma İstasyonu’na 1973 yılında katıldı. Dr. Wilmut, dondurulmuş bir embriyodan doğan ilk buzağı olan Frostie’yi yaratan ekibin de bir parçasıydı. Çalışmaları üreme hücreleri ve embryo gelişimi üzerineydi ve bu araştırmaları 1996 yılında koyun Dolly’nin klonlanmasıyla sonuçlandı. Bu çalışmaların ardındaki ana fikir, insan hastalıklarını incelemekte kullanmak amacıyla genetiği değiştirilmiş hayvanlar yaratmaktı.

Dr. Wilmut 2002’de Royal Society üyesi, 2005’te de Edinburgh Üniversitesi’nde üreme bilimi kürsüsü başkanı oldu. Bir yıl sonra Edinburgh Üniversitesi’ndeki Rejeneratif Tıp Merkezi’nin ilk yöneticisi oldu. 2008’de şövalye unvanı aldı ve aynı yıl Roslin Enstitüsü’nden emekli oldu, ancak 2012’ye dek bilimsel çalışmalarına devam etti. Tüm bu yıllar boyunca hiç durmadan çalışmalar yürüttü, prestijli dergilerde bilimsel makaleler yayımladı, klonlama üzerine iki kitap yazdı ve bilime yaptığı katkılardan ötürü çok sayıda ödül aldı. 2018 yılında kendisine Parkinson hastalığı teşhisi kondu ve bu hastalık nihayetinde onun yaşamını sona erdirdi.

Dolly’nin öyküsü

Dolly ilk klonlanan hayvan ya da ilk klonlanan koyun değildi. Ancak, ondan önce klonlanan hayvanların hepsi nükleer transplantasyon adı verilen bir teknik kullanılarak, embriyonik hücrelerden üretilmişti. Bu teknikte bir yumurta hücresi alınıyor, laboratuvar koşullarında dölleniyor, döllenmiş hücre çekirdeği (dolayısıyla da genetik materyal) çıkarılıyor ve yine çekirdeği çıkarılmış olan döllenmemiş bir yumurta hücresine aktarılıyordu. Dolly’nin önemi, bu şekilde döllenen bir yumurta hücresi (yani embriyo) yerine erişkin bir vücut hücresinden klonlanan ilk memeli olmasıydı.

Roslin Enstitüsü’ndeki araştırma ekibi Dolly’yi yaratmak için “somatik hücre nükleer transferi” olarak bilinen farklı bir teknik kullandı, yani bir vücut hücresinin çekirdeğini başka bir hücreye aktardı. Dr. Wilmut ve meslektaşları 6 yaşındaki bir Finn Dorset koyununun meme dokusu hücrelerini aldılar ve bu hücrelerin çekirdeklerini bir İskoç Blackface koyununa ait yumurta hücrelerine aktardılar. Tabii ki bu iş yazıldığı kadar kolay değildi. Ekip bunu yüzlerce kez yapmak zorunda kaldı. Tam 277 embriyo klonladılar ama bunların sadece 13’ü normal olarak bölünmeye başlayıp ve taşıyıcı annelere aktarılabilecek kadar gelişebildi. Bunlardan da sadece biri başarılı bir gebelik oldu. Araştırmacılar haftalarca gebe koyunun yanında uyudular ve sonunda Dolly, 5 Temmuz 1996’da doğdu. Dr. Wilmut ve ekibi Dolly’nin doğumunu ancak 7ay sonra, kuzunun sağlıklı olduğundan ve patent başvurularının kabul edildiğinden emin olduktan sonra dünyaya duyurdu.

Dolly’nin doğumu devrim niteliğinde bir gelişmeydi; çünkü klonlama çalışmalarının embriyonik hücre kullanma zorunluluğu olmadığını kanıtlamıştı. Artık erişkin bir hücreyi yeniden programlayarak bütün bir organizmanın gelişimini sağlamak, böylece de bir hayvanın –hatta koyun gibi gelişmiş bir memelinin bile- genetik olarak özdeş bir kopyasını yaratmak mümkündü. Bu aynı zamanda Dr. Wilmut’un kariyerinin de zirvesi oldu. Wilmut 2016 yılındaki bir konuşmasında, Dolly olmasaydı kök hücre araştırmalarının muhtemelen 20 yıl gecikme yaşayacağını söylemişti.

Dolly altı kuzu doğurdu. Şiddetli artrit ve virüs kaynaklı bir akciğer hastalığı nedeniyle 6 yaşında uyutulana kadar da Roslin Enstitüsü’nde yaşadı. Dolly’nin bedeni İskoçya Ulusal Müzesi’ne bağışlandı ve 2003 yılından beri orada sergileniyor.

…ve klonlamanın öyküsü

Klon, başka bir organizma ile (neredeyse) aynı DNA’yı taşıyan bir organizmayı tanımlar. Klonlar doğada oldukça sık görülür; özellikle de bir hücrenin bölünerek kendisinin iki genetik kopyasını oluşturduğu bakteri ve mantarlarda. Bazı bitkiler de kendi klonlarını oluşturarak eşeysiz çoğalırlar. Hatta birçok bahçe bitkisi de tek bir “ana” bitkiden türetildikleri için birbirlerinin klonudur. Aynı döllenmiş yumurtadan gelişen tek yumurta ikizleri için de aynı şey söz konusudur. İşin içine genetik mühendisliği teknikleri girmediği sürece, buna doğal klonlama denir. Ve 1900’lerin başına kadar da her şey “doğal” seyrinde devam etmişti.

Daha kimse genetik materyalin yapısını bilmiyorken bile klon yaratma fikri bilim insanları için heyecan verici bir hayaldi. Hans Driesch adında bir biyolog, 1885 yılında bir denizkestanesi embriyosunun hücrelerini iki hücre aşamasındayken fiziksel olarak ayırmanın mümkün olduğunu gösteren ilk kişi olmuştu. Ayrılan hücrelerin her birinden tam bir embriyo oluşturabilmişti. Bir başka Alman bilim insanı Dr. Hans Spemann ise 1900’lerin başlarında aynı şeyi semender embriyolarında denedi ve nükleer transfer fikrini ilk kez somut şekilde ortaya attı. Fakat 1920’lerde teknoloji yeterince gelişmiş olmadığından, Spemann sadece semenderlerin embriyo hücrelerini çok erken aşamada ayırma deneyleriyle yetinebildi.

Robert Briggs ve Thomas J. King liderliğindeki bir grup bilim insanı 1952’de bir kurbağa yumurtasının çekirdeğini çıkarmayı ve ona erken evredeki bir iribaş embriyosun çekirdeğini aktarmayı başardı. John Gurdon ise 6 yıl sonra bunu bir adım daha ileri götürdü ve aynı iş için bir vücut hücresinin çekirdeğini kullandı. Bir kurbağadan aldığı bağırsak hücrelerinin çekirdeklerini çıkardı ve bunları çekirdeksiz bıraktığı yumurta hücrelerine aktararak iribaşlar oluşturdu. İlk denemelerde kurbağaların kullanılmasının nedeni, kurbağa yumurtalarının rahat çalışılabilecek kadar büyük olmasıydı. Elbette deneme yapmak, mutlak başarıya ulaşmak demek değildi. Klonlanan kurbağa embriyoları hiçbir zaman yetişkin kurbağalara dönüşemediler. Fakat kullanılan teknik bir dönüm noktası oldu ve böylece çekirdek aktarımı deneyleri başladı. Aynı şey yıllarca devam etti, klonlanan kurbağalar sadece iribaş yavruları olarak kaldılar. Sonra ya öldüler ya da gelişimleri normal ilerlemedi. Ancak araştırmacılar pes etmediler ve teknoloji ilerledikçe, deneyi başka hayvanlarla da tekrar etmek istediler.

Memeliler üzerine çekirdek aktarımı deneyleri 1975 yılında J. Derek Bromhall’ın tavşanlarda embriyo hücresi çekirdeğini yumurta hücresine aktarmasıyla başladı. İlk klon koyun ise bundan yaklaşık on yıl sonra, Steen Willadsenn’in çok erken evre bir kuzu embriyosundan ayırdığı hücreleri, çekirdekli yumurta hücreleriyle kaynaştırması sonucu dünyaya geldi. Deneme başarılı olunca, embriyolar taşıyıcı anne koyunların rahmine yerleştirildi ve canlı üç kuzu doğdu.

Dr. Keith Campbell ise bu erken embriyonik aşamalardaki hücrelerle sınırlı kalmak istemiyor, daha gelişmiş hücreleri klonlamak istiyordu. Başarının anahtarının da donör ve alıcı hücrelerin olağan hücre döngüleri arasında senkronu sağlamakta olduğunu düşünüyordu. Fakat her iki hücreyi de doğru zamanda yakalamak zor olabilirdi. Bu nedenle hücre etkinliğini yavaşlatmanın bir yolunu bulması, hücreyi bir tür durağanlığa girmeye zorlaması gerekiyordu.

Bu, aslında bir grup Amerikalı bilim insanı tarafından yapılmıştı. Kaza eseri! Bir deney sırasında embriyonik hücre dizisine besleyici serumu vermeyi unutmuşlar ve klonlayacakları hücreleri bilmeden aç bırakmışlardı. Deney sonucunda dört buzağı doğdu, ama hiç kimse bu “kazara aç bırakmanın” deneyin başarılı olmasındaki önemini fark etmedi.

İki yıl sonra Campbell ve Wilmut aç bırakma tekniğini bilinçli olarak embriyo hücreleri üzerinde denediler ve iki klonlanmış kuzu doğdu: Megan ve Morag. Bu deney, donör ve alıcı hücrelerin döngülerinin senkronize edilmesi hipotezini kanıtlamış oldu. Ancak hâlâ embriyonik hücrelerle çalışıyorlardı. Embriyonik hücreler bir organizmadaki hemen her hücre tipine dönüşebilme yeteneğine sahip olsalar da, embriyolarla çalışmak etik kaygılara yol açıyordu -özellikle de tek bir başarılı klon elde etmek için üretilen embriyo sayısı düşünüldüğünde. Tüm bu nedenlerden dolayı Campbell ve Wilmut bu tekniği vücut hücreleriyle çalışacak şekilde geliştirdiler ve çabaları, bir vücut hücresinden klonlanan ilk memeli olan Dolly’nin doğumuyla sonuçlandı.

Gelecek neler getirecek?

Dolly’den bu yana çok sayıda farklı hayvan türü somatik hücrelerden (vücut hücrelerinden) klonlandı. Araştırmacılar nesli tükenmekte olan türleri çoğaltmak için de klonlama tekniklerini kullandılar, hatta soyu tükenmiş hayvanları yeniden yaratmayı düşündüler. Bir başka fikir de klonları oluştururken genomlara mühendislik ürünü genler yerleştirmekti. Bu düşünce akla pek çok ilginç bilimkurgu senaryosunu getirse de, ardındaki esas amaç hastalıkları incelemek ya da tedavi etmekti. Ancak bu amaç için model organizmanın biyolojik olarak insana yakın olması gerekiyordu. Bir Rhesus maymununun 2007 yılında somatik hücre nükleer transferi yoluyla klonlanması, belirli hastalıkların tedavisinde kullanılabilecek “kişiye özgü” kök hücreler yaratma olasılığına kapıyı açtı.

Bu gelişmeden sadece bir yıl önce Shinya Yamanaka da erişkin hücreleri embriyonik kök hücrelere benzeyecek şekilde yeniden programlamanın yolunu bulmuştu. Bu da bir diğer önemli dönüm noktasıydı: Kök hücre araştırmacılarının artık embriyoları oluşturup sonra yok etmeleri gerekmeyecekti. Bu başarı Yamanaka’ya 30’un üzerinde ödül kazandırdı; aralarında 2012 yılının Fizyoloji veya Tıp alanında Nobel Ödülü de vardı.

Nihayet, 2013 yılında klonlama tekniklerini kullanarak insan embriyonik kök hücreleri üretildi. Donör hücreler, nadir bir genetik hastalığı olan bir bebekten alınmıştı. Üretilen kök hücre dizileri de sadece “o” bebeğe özgüydü. Bu gelişme, kişiye özel tedavilerin başlangıcı oldu. Ancak hâlâ sorunlar vardı.

Bu şekilde üretilen kök hücreler her zaman tam olarak embriyonik kök hücreler gibi davranmıyordu, çünkü türetildikleri hücrelerin biyolojik “hafızasını” taşıyorlardı. Bu, terapötik kullanımlarını sınırlayabilirdi, çünkü hücresel hatıraları onlardan türetilen kök hücrelerin işlevini etkileyebilirdi. Ağustos 2023’te Avustralyalı bilim insanları, geliştirdikleri yeni bir teknikle bu hücresel hafızayı silmeyi, böylece de hem moleküler hem de işlevsel olarak embriyonik kök hücrelere daha benzer kök hücreler elde etmeyi başardılar.

Bu yılın başlarında da Amerikalı bilim insanları yumurta ya da sperm hücreleri olmaksızın, sadece kök hücreleri kullanarak sentetik insan embriyoları oluşturdular. Ardından, Eylül ayında İsrailli bilim insanları, erken embriyoda görülebilen tüm temel yapıları taklit eden ilk tam insan embriyo modelini yarattıklarını duyurdular.

Artık odak noktası daha az etik kaygı yaratacak ya da hiç kaygı yaratmayacak model embriyolar geliştirebilmek. Bu modeller insan gelişiminin ilk aşamalarındaki gerçek embriyolara benziyor. Atan bir kalpleri, mide-bağırsak sistemleri ya da erken bir beyin öncülleri yok. Fakat plasentayı, yumurta kesesini ve embriyonun kendisini oluşturabilecek hücrelere sahipler.

Böyle modeller bilim insanlarına bazı genetik bozuklukları, hatta tekrarlayan düşükleri inceleme ve anlama olanağı sağlayabilir. Kök hücrelerin kullanımıyla insanın embriyonik gelişiminin taklit edilmesi, araştırmacılara embriyonun erken aşamalarda nasıl geliştiği ve nelerin yanlış gidebileceği konusunda değerli bilgiler verebilir.

Öyle ya da böyle, klonlama ve kök hücre çalışmaları devam edecek ve ilerleyecek. Belki bir gün bilim insanları hücreleri yeniden programlamanın ve çok çeşitli hastalıkları tedavi etmek üzere insanlara nakletmenin tamamen güvenli ve etik bir yolunu keşfedecekler. Belki bir gün hepimizin her an kullanıma hazır “kişisel” kök hücre kütüphaneleri bile olacak. Ancak kesin olan bir şey var: Gerçek embriyolar kullanılmasa bile, laboratuvarda yetiştirilen varlıklar üzerinde uygun mevzuat ve kontrol, işleri daha güven verici hale getirebilir.