2022 Nobel Kimya Ödülünü Stanford’dan Carolyn Bertozzi Kazandı

Nobel Kimya Odulunu Stanforddan Carolyn Bertozzi Kazandi
Nobel Kimya Odulunu Stanforddan Carolyn Bertozzi Kazandi

Araştırmacıların hücreleri incelemesine ve hücrenin normal kimyasına müdahale etmeden biyolojik süreçleri takip etmesine olanak tanıyan biyo-ortogonal reaksiyonların keşfi, Stanford kimyacısı Carolyn Bertozzi’ye kimya Nobel Ödülü’nü kazandırdı.

Pazartesi günü 56 yaşına basmasına sadece birkaç gün kala, İnsani Bilimler ve Bilimler Fakültesi’nde Anne T. ve Robert M. Bass Profesörü ve kimya profesörü olan Bertozzi, 2022 Nobel Kimya Ödülü’ne layık görüldü. Bertozzi aynı zamanda Kimya ve Sistem Biyolojisi ve Radyoloji alanlarında da onursal görevlere sahip.

Stanford’da bir bilim insanı olan Carolyn Bertozzi, araştırmalarını ve Nobel Kimya Ödülü’nü kazanmanın heyecanını anlatıyor.
Kopenhag Üniversitesi’nde profesör olan Morten Meldal ve Scripps Research’te profesör olan K. Barry Sharpless, PhD ’68 ile birlikte “tıklama kimyası(click chemistry)ve biyo-ortogonal kimyanın yaratılması için” 10 milyon İsveç kronu (yaklaşık 1 milyon ABD doları) ödülüne layık görüldü. İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi kimya alanında Nobel Ödülü vermektedir.

Bertozzi’nin kurucusu olduğu biyo-ortogonal kimya alanı, araştırmacıların normal biyolojik işlevlere müdahale etmeden molekülleri ve canlılardaki etkileşimlerini incelemelerini sağlayan bir kimyasal süreçler bütünüdür. Bu teknikler ilk olarak 1990’ların sonu ve 2000’lerin başında Bertozzi’nin laboratuvarında oluşturulmuştur.

O zamandan beri laboratuvarını bulaşıcı hastalıklar için daha iyi testler oluşturmak, klinik deneylerde test edilen tümörleri daha etkili bir şekilde hedefleyebilen yeni bir biyolojik ilaç geliştirmek için kullandı. Amacı sorunlara pratik çözümler bulmaktı. Ayrıca, şekerlerin biyolojideki işlevleri hakkındaki temel soruları yanıtlamak için de yine aynı ortamlar kullanıldı.

Stanford’un başkanı Marc Tessier-Lavigne, “Carolyn Bertozzi’nin Nobel Kimya Ödülü’nü kazanmasından daha fazla mutluluk duyamazdım. “Carolyn biyomoleküler süreçlerin incelenmesi için biyo-ortogonal kimya alanında yeni bir yöntem geliştirdi ve bu yöntem dünyanın dört bir yanındaki araştırmacıların canlı sistemlerde meydana gelen kimyasal süreçleri daha iyi anlamalarına yardımcı oldu. Araştırmaları, gerçek dünyada hastalıkların teşhis ve tedavi edilme biçimini önemli ölçüde etkilemiştir.

Nobel komitesinin bir üyesi Bertozzi’yi gece 1:43’te arayarak tarihi haber hakkında bilgilendirdi ve hayatı değişmeden önce düşüncelerini toparlaması için 50 dakika süre verdi.

Bertozzi’nin emekli bir MIT fizik profesörü olan babası William Bertozzi, haberi en yakın çevresi dışında kimseye söylememesi talimatı verildikten sonra aradığı ilk kişiydi. 91 yaşında olduğu için çok mutlu olduğunu söylemeye gerek yok, dedi Bertozzi. Sonra benim adıma kız kardeşlerimi aradı ve o zamandan beri mesajlaşıyoruz. Babam ve kız kardeşlerimden biri canlı olarak şahit oldu.

Bertozzi’nin glikanlar olarak bilinen karmaşık karbonhidrat moleküllerine olan ilgisi, “biyoloji ile etkileşime girmeyen” anlamına gelen bir terim olan biyo-ortogonal kimyanın icadına yol açtı. Proteinler ve DNA gibi nükleik asitlerle birlikte yaşamın temel yapı unsurlarından biri olan glikanlar, büyük ölçüde laboratuvarda üretilmelerinin zor olması ve Bertozzi kariyerine başladığında incelenmeleri en zor olanlardan biri olması nedeniyle en az bilinenlerden biridir.

Bertozzi yıllarca bir glikanın yapısını ve işlevini anlamaya çalıştıktan sonra aklına bir fikir geldi.

Ya şekerlerin canlı hücrelerde nerede olduğunu gerçekten tespit edebilmek için şeker moleküllerine floresan etiketler ekleyebilirse?

Ancak, bir floresan etiketi yapıştırmak zor değildi. Bunun yerine, bu etiketi şekerin ve hücredeki diğer tüm moleküllerin işlevlerini engellemeyecek şekilde yapıştırmaktı.

O sırada Berkeley’deki California Üniversitesi’nde kimya profesörü olan Bertozzi ve ekibi, yaklaşık 100 yıldır kullanılmakta olan Staudinger reaksiyonunu keşfedip uyarlayana kadar çok sayıda farklı kimyasal süreç üzerinde deneyler yaptı. Şimdi Staudinger ligasyonu ya da Staudinger-Bertozzi ligasyonu olarak bilinen reaksiyonu kullanarak, şeker molekülleri bir hücre içine alındıktan sonra, bir hücrenin biyolojisini bozacak reaksiyonlar olmaksızın, özel olarak modifiye edilmiş şeker moleküllerine floresan etiketler ekleyebildi.

Bilim insanları ilk kez bir hücrenin yüzeyindeki şekerlerin dağılımını gözlemleyebildi, ancak bu keşif aynı zamanda hayal edilebilecek en karmaşık kimyasal ortamlardan biri olan canlı organizmalarda gerçekte meydana geldiği şekliyle kimyanın incelenmesine de olanak sağladı.

Sharpless ve Meldal’ın moleküler yapı taşlarının hızlı ve etkili bir şekilde bir araya geldiği basit, güvenilir bir kimya türü olan klik kimyası alanındaki çalışmaları, biyo-ortogonal kimyadaki sonraki ilerlemelerin temelini oluşturdu. Sharpless ve Meldal’ın bağımsız olarak keşfettiği bakır katalizli azid-alkin siklokatılma olarak bilinen bir reaksiyon, Bertozzi’nin biyo-ortogonal yaklaşımını hızlandırmasına yardımcı olabilir. Halihazırda click kimyasının zirvesi olan bu reaksiyonun canlı hücrelerde uygulanması için değiştirilmesi gerekiyordu çünkü hücreye zararlı bakır getirecekti.

Bertozzi’nin laboratuvarı, eski ders kitaplarındaki kimyadan ilham alarak reaksiyonu değiştirdi ve sonuçta bakırsız tıklama kimyası ortaya çıktı. Bertozzi, biyo-ortogonal kimyanın bu daha hızlı formu sayesinde hücrelerdeki glikan aktivitesini zaman içinde izleyebildi.

Bertozzi’nin biyo-ortogonal süreçleri ve bunların türevleri, diğer pek çok şeyin yanı sıra, hücrelerin proteinleri ve diğer molekülleri nasıl oluşturduğunu araştırmak, yeni kanser tedavileri oluşturmak ve enerji depolamak için yeni malzemeler yaratmak için kullanıldı.

Aynı zamanda 2000 yılından bu yana çalışmalarını destekleyen Howard Hughes Tıp Enstitüsü’nde (HHMI) araştırmacı olan Bertozzi’ye göre, kimyasal biyoloji alanında Nobel Ödülü’ne sahip olmak bu alan için harika bir şey. “Kimya ve biyolojinin kesişme noktasındaki araştırmalar her zaman çalıştığım alan olmuştur” dedi. “Alanın gençliğine rağmen etkisi çok açık.”

Bertozzi, Nobel ödüllü yeni statüsünü takdir etmek için sadece birkaç saat geçirdi, ancak şimdiden bu ayrıcalıktan nasıl yararlanacağını planlıyor. Hâlâ sabahın birinde olduğum kişiyim ama sesimin sahip olduğu platformu nasıl kullanacağımı düşünüyorum.

Bertozzi’ye göre, son yıllarda bir kimyager olarak sahip olduğu kapsamlı becerileri tıbbı ilerletmek için kullanmaya daha fazla ilgi duymaya başladı. Bertozzi, insan sağlığını daha iyi anlamak ve hastalıkları tedavi etmek amacıyla 2015 yılında kimya, mühendislik ve tıbbı birleştiren bir merkez olan Sarafan ChEM-H’nin liderliğine yardımcı olmak için Stanford’a gitti. Temel kimya ve biyoloji araştırmacıları ile Stanford Medicine’daki klinik araştırmacılar arasında daha yakın bağlar kurmaya çalıştı ve 2020 yılında Sarafan ChEM-H’nin Baker Aile Direktörü olarak atandı. Kendi araştırmalarında, HIV ve tüberküloz için yeni, daha uygun fiyatlı testlerin yanı sıra hastalığa neden olan proteinleri hücrelerin yüzeyinden çıkarabilecek yeni bir ilaç sınıfının oluşturulmasına katkıda bulunmuştur.

250’den fazla lisans öğrencisi, yüksek lisans öğrencisi ve doktora sonrası bursiyere danışmanlık yapmış olan Bertozzi, aynı zamanda verimli bir akıl hocası olarak da tanınıyor. Önemli katkılarımın bir sonucu olarak Bertozzi, “Çok fazla etkim oldu, bu yüzden spot ışığının alana ve ardından 25 yıllık kariyerim boyunca sahip olduğum tüm harika öğrencilere ve postdoc’lara tutulduğu bir aracım” dedi.

Bertozzi’nin laboratuvarında eski bir yüksek lisans öğrencisi olan Fred Tomlin’e göre, “onun laboratuvarında büyük bir bilimin gerçekleştiğini hissedebiliyordunuz.” Biyo-ortogonal kimya, yepyeni bir çalışma alanı kurmanın yanı sıra, sonunda bu alanı doğrudan insanlara yardımcı olacak şekilde şekillendirdi.

Eski bir yüksek lisans öğrencisi olan Ellen Sletten, Bertozzi’yi mükemmel bir öğretmen, akıl hocası ve LGBTQ topluluklarının destekçisi olduğu için övdü. UCLA’da doçent olan Sletten, bilim alanında çalışan bir kadın olarak Bertozzi’den eğitim aldığını belirterek şunları söyledi: “Bertozzi’nin yaşadığı zorluklardan bahsettiğini görmek gerçekten ilham vericiydi ve bu yolu açtığı için ona minnettarım çünkü bu sayede sonraki nesiller olarak hepimiz için işler çok daha kolay hale geldi.”

Kimya, biyoloji ve tıbbi araştırmalar arasında köprü kurmada lisansüstü öğrencilere yardımcı olan Sarafan ChEM-H Kimya-Biyoloji Arayüzü Doktora Öncesi Eğitim Programı Bertozzi tarafından geliştirilmiştir ve halen onun yönetimindedir. Stanford Innovative Medicines Accelerator’ın (IMA) Marc ve Jennifer Lipschultz Direktörü Chaitan Khosla ile birlikte, çeşitli ve tarihsel olarak yetersiz hizmet almış geçmişlerden gelen yeni üniversite mezunlarını fen bilimlerinde doktora programlarına başvurmaya hazırlamak için Hedef Keşifte Bakalorya Sonrası Programı’nı kurmuştur. American Association for the Advancement of Research, mentorluk ve bilimde çeşitliliği artırma konusundaki kararlılığından ötürü kendisine 2022 Yaşam Boyu Mentor Ödülü’nü takdim etmiştir.

Kaynak: Stanford News

Benzer Reklamlar

İlk yorum yapan olun

Yorumunuz