ANTİK DNA

Antik DNA (aDNA), geçmişte yaşamış canlıların kalıntılarından elde edilen DNA’dır. aDNA çalışmalarının tarihi, Higuchi ve arkadaşlarının Mainz Müzesinden aldıkları bir quagga (zebranın soyu tükenen bir akrabası) örneğinin genetik yapısını araştırmaları ile başladı. Bu çalışmayla, ölümünün üzerinden 140 yıl geçmiş bir canlının genetik kodunun kısmen de olsa çözülebileceği anlaşıldı.

Antik DNA (aDNA), geçmişte yaşamış canlıların kalıntılarından elde edilen DNA’dır. aDNA çalışmalarının tarihi, Higuchi ve arkadaşlarının Mainz Müzesinden aldıkları bir quagga (zebranın soyu tükenen bir akrabası) örneğinin genetik yapısını araştırmaları ile başladı. Bu çalışmayla, ölümünün üzerinden 140 yıl geçmiş bir canlının genetik kodunun kısmen de olsa çözülebileceği anlaşıldı. Klonlama tekniği kullanılan bu ilk çalışma sonrasında, 1983’te Mullis ve arkadaşları tarafından geliştirilen Polimeraz Zincir Reaksiyonu (PZR) tekniğinin bu alanda da kullanılmaya başlaması ile aDNA çalışmaları hız kazandı.

PZR tekniği sayesinde DNA’nın spesifik bir çalışma için bilgi verici bir bölgesi veya bölgeleri (sonrasında dizileme için kullanılmak üzere) milyonlarca kopya halinde çoğaltılabilmekteydi. Yıllar içerisinde mamut, mağara ayısı gibi farklı türler; sürekli donmuş halde bulunan toprak (permafrost) ve mağara gibi görece serin yerlerden alınan örnekler ile 1000-40.000 yıl önce yaşamış canlılar üzerine pek çok farklı çalışma yayınlandı. Bu çalışmalarla geçmişte olmuş insan ve hayvan göçleri, popülasyon karışımları, hastalıklar, iklim değişiklikleri, yok olan türlerin genetik yakınlık gösterdiği günümüz türleri ile ilgili çok farklı bilgiler edinmek mümkün oldu. Hatta sadece günümüzde yaşayan canlıların DNA’ları, yani modern DNA’lar, çalışılarak yapılan çalışmaların geçmişi anlamada eksik veya yanıltıcı olabileceğini de gösterdi.

2005 yılında ise yeni bir DNA dizileme yöntemi olan İkinci Nesil Dizileme geliştirildi. Bu yöntem, önceki Sanger dizileme yöntemine göre DNA’nın büyük bir kısmını göreceli daha kısa bir zamanda dizilemekte ve işgücünden tasarruf ettirmekteydi.

Tek eleştirilebilir tarafı ise maliyetinin yüksek oluşuydu. Diğer taraftan aDNA çalışmalarına özgü problemler de çalışmaların hızını yavaşlatmaktaydı. En önemli problemlerden biri, canlının ölümünden sonra yıllar içinde gitgide daha küçük parçalara ayrılan DNA’sının çevredeki yabancı veya modern DNA’lar ile karışma olasılığının çok yüksek olmasıydı. Bir diğer problem ise aDNA dizilerinde DNA’nın yapıtaşı olan bazların zaman içinde birbirlerine dönüşme ihtimallerinin olmasıydı. Bu gibi problemler elde edilen DNA’nın gerçekten antik olup olmadığının iyice sorgulanmasını gerektirmekteydi.

Günümüzde sürekli geliştirilen yeni dizileme platformları (örn. Üçüncü Nesil Dizileme) ve çalışma yöntemleri sayesinde dizileme maliyeti azalmış durumdadır. Ek olarak, aDNA’ya özgü problemlerin detayları anlaşıldıkça bu problemler önlenemeseler bile kontrol edilebilmeye başlanmıştır. Tam da burada, arkeolojik kazılardan çıkan örneklerle ilgili bir açıklama yapmak uygun olacaktır. Aşağıda kısaca bahsedilen ilk çalışmalarımız için örnek toplanırken mümkün olduğunca modern DNA kontaminasyonunu önleyecek şekilde davranılmaktaydı. Önceden çıkmış, hatta birçoğu yıkanmış örnekler aDNA çalışmaları için kullanılmıyordu. Bu sebeple bir sezonda elde edilebilen kullanılır durumda örnek sayısı az oluyordu. Artık, araştırmada yeni nesil dizileme yöntemleri ve analizler kullanılabilmekteyse, önceden kazılardan çıkarılmış aDNA kaynakları da çalışmalarda kullanılabilmekte ve istatistiksel analizler yardımıyla aDNA dizileri kontaminasyondan ayrılabilmektedir. Bütün bu gelişmeler, aDNA çalışmalarının daha da fazla ivme kazanacağını ve aDNA’nın gözde araştırma konularından biri olacağını göstermektedir. Türkiye aDNA kaynaklarının zenginliği ile dünyada çok özel bir konuma sahiptir. Neanderthal ile modern insanın yan yana birkaç on bin yıl yaşadığı ve belki gen alışverişinde bulunduğu; modern insanın Afrika’dan çıkışı sonrası karşılaştığı farklı çevre koşullarına uyum göstermeye başladığı; bazı bitki ve hayvanların ilk evcilleştirme aşamalarından geçtiği; insanların -evcilleştirme ile değişen çevre koşullarıyla- hem kendilerinin hem de evcilleştirdikleri organizmaların genomlarının değişimine neden oldukları; yine insanların, geliştirdikleri kültürü belki de göçlerle dünyaya yaymaya başladıkları; üç kıtanın kesişim noktasında çok sayıda medeniyetin ardı ardına veya yan yana yaşadığı; bu medeniyetlerde popülasyon içinde gözlenen akrabalık ilişkileri ve bazı sosyal davranışların (örn. mezar gelenekleri) ve iklimsel değişikliklerin yansımalarının gözlenebileceği bir bölgedir. Kısaca değinilen bu başlıkların her biri için aDNA çalışmaları gerekmektedir. Bu amaçla, Orta Doğu Teknik Üniversitesi (ODTÜ) ve Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) proje destekleri ile 2012 yılında ODTÜ’de aDNA çalışmaları için çağdaş bir laboratuvar ve beraberinde çalışmaları yürütecek bir ekip kurulmuştur. 

 

ODTÜ aDNA Çalışma Grubu adına Nihan Dilşad DAĞTAŞ