Antik DNA laboratuvarları antik kazılardan elde edilen biyolojik materyallerdeki nükleik asitleri izole edip analiz eden araştırma merkezleri olarak son dönemlerde oldukça gündemde. 2019 yılı içinde Hacettepe‘de kuruluşunu tamamlayarak açılan antik DNA laboratuvarının ardından, ilk antik DNA çalışmalarının ülkemizde nerede yapıldığını, Hacettepe Üniversitesi antik DNA laboratuvarına temel olan ilk çalışmaları araştırdık.

2012 yılında Prof. Dr. İnci Togan, ODTÜ’de, Türkiye’nin ilk antik DNA laboratuvarını kurdu. Bu laboratuvarda çalışmalar yapan araştırmacılardan biri de Yardımcı Doç. Dr. Mehmet Somel. ODTÜ’de Biyoloji alanında lisans ve biyoteknoloji programında yüksek lisans eğitimi gören Somel, Almanya’daki Leipzig Max Planck Evrimsel Antropoloji Enstitüsü’nde çalışarak, Leipzig Üniversitesi’nden doktora derecesini aldı. Somel, ODTÜ Biyolojik Bilimler Bölümü’nde, hesaplamalı analizler yapıyor. Başlıca araştırma alanları ise insan evrimi ve yaşlanma. Mehmet Somel, çalışmalarını, transkriptom, genom, popülasyon genetiği ve antik DNA analizi kullanarak inceliyor.

NEOGENE projesiyle Çatalhöyük çalışmasında yer aldı

Mehmet Somel‘i ODTÜ’de yürüttüğü NEOGENE projesinden tanıyoruz. ERC (Avrupa Araştırma Konseyi) projesi olan NEOGENE, Neolitik yaşam tarzının ortaya çıkışını ve yayılışını inceliyor.

Mehmet Somel’i ODTÜ Biyoloji bölümünde ziyaret ederek, antik DNA çalışmaları ve ülkemizdeki laboratuvarları hakkında bir söyleşi yaptık. Somel, sorumuz üzerine ilk olarak antik DNA çalışmalarının ne olduğunu kısaca açıkladı:

Mehmet Somel: “Antik DNA çalışmaları, geçmişte yaşamış canlıların dokularından elde edilen DNA molekülleri dizisinin analizleridir. Modern DNA analizleri ile hem bireylerin sağlıkları hem de akrabalık ilişkileri incelenebilir. Aynı şekilde antik DNA ile de aynı analizler yapılabilir. Antik DNA analizleri daha çok tür içi veya popülasyonlar arası akrabalık analizlerinde kullanılıyor. Örneğin, geçmişte yaşamış ve soyu tükenmiş bir türün, en yakın akrabalarının kimler olduğu, atalarının ne zaman kiminle karıştığı incelenir.”

Arkeoloji, paleontoloji ile de yakın ilgili oluyor, değil mi?

Mehmet Somel: “Elbette. Antik DNA’da kullanılan örnekler ağırlıklı olarak arkeolojik kazılardan elde edilen örneklerdir. Arkeolog ve paleontologlar ile ortak çalışmalar yapılır. Müzelerde saklanmış olan canlıların doku örneklerinden de antik DNA çalışmaları yapılır. Dolayısıyla farklı kaynaklar kullanılıyor. Ancak daha çok arkeologların bulduğu kemik gibi örneklerden yararlanılıyor.”

Bitkiler üzerinde çalışmalar yapılmıyor mu?

Mehmet Somel: “Bitkilerin dokusu daha zor korunduğu için bitkilerden antik DNA çalışması çok daha az yapılıyor.”

Protein analizleri daha eskiye ait bilgiler sağlayabiliyor

Yani çoğunlukla insanlar ve hayvanlar üzerinde analizler yürütülüyor.

Mehmet Somel: “Evet. Nesli tükenmiş, son 500 bin yıl içinde yaşamış çeşitli canlıların da antik DNA çalışmaları yapıldı (mamut, köpek, kurt, at gibi). Yayınlanmış en eski antik DNA örneği 700 bin yıllık bir canlıya ilişkin bir çalışma idi. Bizler DNA’nın dizi bilgisini elde ediyoruz. Çünkü zincirler zamanla parçalandığı için bize bilgi verecek materyal kalmıyor. Yapı taşları kemiğin içinde kalabilir ama zincir kırıldığı zaman bilgi sağlayamıyor. Ama şimdi yeni yeni antik protein analizi yaygınlaşmaya başladı. Protein doku içerisinde daha uzun süre kalıcı oluyor. Dolayısıyla antik proteinleri birkaç milyon yıllık canlılardan elde etmek mümkün görünüyor. Protein analizleri daha az bilgi veriyor ama proteinler daha uzun süre yaşayabildiği için daha eskiye ait bilgiler elde etmemizi sağlayabiliyor. Türkiye’de antik protein çalışması bildiğim kadarıyla henüz yapılmadı.”

Mehmet Somel, Türkiye’de protein analizi çalışmalarının başlamasının iyi olacağına değindi. Somel, bu konuda, “Protein analizi ile örneğin, Çatalhöyük’teki eski insanların akrabalık bağına bakılamaz ama beslenmeleri hakkında daha fazla bilgi elde edilebilir. Türkiye sıcak bir bölge olduğu için protein analizi verimli olabilir.”

Sıcaklıkla ne gibi bir ilişkisi bulunuyor peki?

Mehmet Somel: “Sıcak bölgelerde DNA daha hızlı parçalandığı için proteinin kullanım alanı biraz daha geniş olabilir. Nem ve sıcaklık, DNA’nın parçalanmasını hızlandırır.”

Ülkemizdeki ilk antik DNA laboratuvarı nerede?

Mehmet Somel: “2000’lerden itibaren Türkiye’deki moleküler genetik laboratuvarları, arkeolojik materyalden DNA elde etmeye başladı. Antik DNA analizi için ortamın temiz olması ve DNA’nın gerçekten ilgilendiğimiz canlıya ait olduğundan emin olmamız gerekiyor. Bunun için de laboratuvarın son derece steril olması ve çalışanların korunaklı kıyafetlerle çalışması gerekiyor. Bununla amaçlan çalışanların DNA’sının örneğe bulaşmamasıdır. Bu şekilde kontaminasyon / bulaşma riskini mümkün olduğunca azaltmayı hedefleriz. Bildiğimiz kadarıyla bu tür bir laboratuvar ilk defa 2012 yılında ODTÜ’de kuruldu. Yine ODTÜ’deki bu laboratuvarda ikinci nesil dediğimiz antik DNA çalışmaları yapılmaya başlandı.”

İkinci nesil antik DNA çalışmaları neyi ifade ediyor?

İkinci nesil derken?

Mehmet Somel: “Antik DNA çalışmaları 1980’lerde başlıyor ancak tek bir DNA fragmanının çoğaltılması ve dizilenmesi analizi üzerine kuruluydu. 1980’lerden 2010’lara kadar antik DNA çalışmaları tek bir molekülün çoğaltılıp analiz etme odaklıydı. Genellikle mitokondriyal DNA’nın bir parçasını analiz etme şeklindeydi. Bu işlem hem çok meşakkatli idi hem de çok az bilgi veriyordu. Kontaminasyon riski de daha yüksekti. Bu yöntemin üç dezavantajı vardır, bunlar; emek, sınırlı bilgi ve analiz edilen fragmanın o canlıya ait olup olmadığının kesinlikle bilinmemesi. Yeni nesil DNA dizileme teknolojileri gelişince kısa fragmanlara milyonlarca, milyarlarca paralel olarak dizileme imkanı çıktığında, antik DNA’nın yapılış biçimi de değişmiş oldu.”

ODTÜ’de antik DNA çalışmaları tam olarak ne zaman başladı?

Mehmet Somel: “Tam olarak 2015’te ilk defa genom analizine başladık.”

Ardından Somel, Hacettepe Üniversitesi’nde yeni kurulan antik DNA laboratuvarından ve ülkemizdeki bu tür çalışmalardan bahsetti:

“Hacettepe Üniversitesi’nde de antik DNA laboratuvarı kuruldu. Böylece iki laboratuvar oldu. Türkiye’de çok sayıda kazı yapılıyor, her yıl yapılan 500 civarı kazıdan binlerce kemik, iskelet vb. elde ediliyor. Bu yüzden ülkemizde daha çok antik DNA çalışmalarına ve laboratuvarlarına ihtiyaç var. Çünkü bizim laboratuvarımız gibi bir laboratuvar yılda 12 bin kemik analiz edemez. Bizler de diğer arkeologları, biyologları bu konuda çalışmalar yapmaları için teşvik ediyoruz. Her türlü desteği vermeye de hazırız.”

Somel Hacettepe antik DNA laboratuvarının farkını açıkladı

Hacettepe Üniversitesi’ndeki antik DNA laboratuvarının farkı nedir?

Mehmet Somel: “Bu tip çalışmalarda eğer insan analiz edecek iseniz antropoloji bölümüyle yakın ilişki kurmanın faydası oluyor. Bu, çok önemli. Hacettepe Üniversitesi’nde yapılan da bu zaten. Antropoloji bölümü bünyesinde kuruldu oradaki antik DNA laboratuvarı.”

Antik DNA laboratuvarında kimler ne yapıyor?

Mehmet Somel: “Burada çalışanların bir kısmı laboratuvarda çalışıyor, bir kısmı hesaplama yapıyor, bir kısmı ikisini birden yapıyor. Dolayısıyla analizler farklı adımlar gerektiriyor. Birçok beceriyi taşıyan bir ekibin olması bir avantaj. Biz de buradaki ekibi bu şekilde çeşitlendirerek güçlendirdik. Bunun yanı sıra arkeolog ve antropologlar ile sıkı ilişkilerin olması da lazım.”

“Avrupalılar Konyalı mı?” başlıklı haberleri sorayım. Ne düşünüyorsunuz, sizin de katkı verdiğiniz bir çalışmanın biraz yanlış bir dil ile aktarılması hakkında?

Mehmet Somel: “9 bin sene önce İç Anadolu’da yaşamış insanların o dönemlerde Avrupa’ya göç eden çiftçiler ile akraba oldukları, mitokondriyal DNA analizlerinde ortaya çıktı. Çatalhöyük çalışmasından önce de Avrupalı çiftçilerin tam Anadolu değil de Ege’deki insanlar ile akraba oldukları düşünülüyordu. Çatalhöyük kadar Marmara’daki köylüler ve Yunanistan’ın doğusundaki ilk köylüler ile de akraba çıktılar. Tam olarak bu göçün nerede başladığını bilemiyoruz. Basında bilimle ilgili haberlerin olması güzel ancak insanların kafasında farklı mesajlara, algılara yol açan ifadelerin kullanılması zararlı.”

Bir antik DNA analizinin aşamaları

Mehmet Somel ile Füsun Özer.

ODTÜ Antik DNA laboratuvarında çalışmaları yöneten Dr. Füsun Özer, Hacettepe Üniversitesi Antik DNA Laboratuvarı ekibine dahil oldu. Söyleşimize katkıda bulunan Füsun Özer’e de soru yönelttik. Özer, sorumuz üzerine, Hacettepe’deki antik DNA laboratuvarının ODTÜ’deki ile aynı işleyişte olacağını söyledi.

Kronolojik olarak bir antik DNA analizi nasıl yapılır?

Füsun Özer: “Kazılardan veya kazı deposundan, müzeden örnek elde ederiz. Bu örnek kemik olabilir, diş olabilir, Petrus kemiği olabilir ki Petrus kemiği DNA verileri yüksek bir bölgedir. Elde edilen örnekler temizlenir ve örnekten bir parça posa haline getirilir. Posanın, kimyasal yöntemlerle yani solüsyonlar / enzimler kullanılarak DNA’sı izole edilir. İzole edilen DNA’dan da DNA Kütüphanesi dediğimiz molekül karışımı oluşturulur. Sonra da bu, dizilemeye gönderilir.”

Kaynaklar;

ODTÜ Kampüs-NEOGENE

Mehmet Somel – METU