Oswald Theodore Avery Kimdir?

Tanım

Oswald Avery, DNA’nın, hayatın kodunu birbiri ardına gelen organizma nesilleri aracılığıyla aktardığını keşfeden ekibi yönetti.

Avery ve meslektaşları Avery-MacLeod-McCarty deneyi şeklinde bilinen keşiflerini klasik bir makaleyle yayınladılar. Bu deney aslında on yıldan daha uzun bir süredir bilimsel araştırmalarını temsil ediyordu.

Hayatının İlk Dönemleri

Oswald Theodore Avery, 21 Ekim 1877 yılında Nova Scotia, Yeni İskoçya, adıyla anılan Kanada eyaletinin Halifax kentinde dünyaya geldi. Aslen İngiliz olan ebeveynleri Joseph Francis Avery ve Elizabeth Crowdy Oswald’ın doğumundan 4 yıl önce Kanada’ya gelmişti. Bu göçün sebebi ise Baptist bir rahip olan Joseph’in Kuzey Amerika’da Tanrı’nın işini yapmak için kendisine manevi bir çağrıda bulunduğunu hissetmesiydi. Oswald’ın ikincisi olduğu 3 çocuk da Kanada’da doğdu.

Ailesi, Oswald henüz 10 yaşındayken ABD’nin New York eyaletine taşındı. Çünkü babası Joseph, Mariner’in Tapınak Baptisti görevinin papazlığını devralmaya davet edilmişti. Bu görev New York’un pek çok sosyal probleme sahip çok kalabalık bir bölgesi olan ve haliyle çocukların büyümesi için zorlayıcı olabilecek Aşağı Doğu Yakasındaydı.

Boş zamanlarında Oswald ve abisi birbirlerine kornet çalmayı öğretiyorlardı. Oswald ve Ernest böylelikle 12 yaşından itibaren pazar günleri görevin dışarısında müzik yapmaya başladılar. Amaçları yoldan geçenleri içeri girmeye ikna etmekti. Komşularının bir kısmı Katolik ve Yahudilerden oluşuyordu. Oswald’ın babası onları Baptist mezhepine dahil etmek için oldukça hevesliydi.

Oswald çok yetenekli bir müzisyendi. İlerleyen yıllarında Ulusal Müzik Konservatuarı’ndan burs kazandı ama bu bursu kullanmadı.

15 yaşındayken iki büyük şok yaşadı: ilki abisi Ernest’ın -büyük olasılıkla- tüberküloz nedeniyle ölümüyken, ikincisi babasının böbrek hastalığı nedeniyle ölümüydü.

Üniversite Yılları: Bilim Yok   

1893 yılında, 16 yaşından hemen önce, Oswald Avery New York Erkek Gramer Okulu’ndan diploma aldı ve Colgate Akademisi’ne kaydoldu.

Müzik yeteneğiyle parladığı ve okul orkestrasını yönettiği New York Colgate Üniversitesi’ne 1896 yılında birinci sınıf öğrencisi olarak başladı.

Beşeri bilimler okurken bu konuda uzmanlaştı ve son senesinde 10 üzerinden 9’dan fazla ortalama yaptı.  Beşeri bilimlerden 1900 yılında 22 yaşındayken birincilikle mezun oldu. Buradayken fen derslerini sadece zorunlu olduklarında aldı.

Son senesinde seçtiği derslere İngiliz Dili ve Edebiyatı, Felsefe, Politik Ekonomi, Topluluk Önünde Konuşma ve Sanat Tarihi de dahildi.

Tıp Fakültesi

1900 sonbaharında, Avery’nin kendi geleceğine dair fikirleri oldukça keskin biçimde değişti: New York’taki Columbia Üniversitesi, Doktorlar ve Cerrahlar Koleji.

Columbia’da ironik bir istisna dışında iyi notlar almaya devam etti. Sonunda dünyaca ünlü bir bakteriyolog olacak olan Oswald, bakteriyoloji dersinde en kötü notlarını aldı.

Avery, 1904’te ,26 yaşında, mezun oldu ve genel cerrahiye geçti.

Bakteriyolojiye Giriş

Aile hekimi olarak çalıştığı iki yıldan sonra Avery gerçekten bıkmıştı. Hastalarının çoğu tedavisi olmayan hastalıklara sahipti ve bu durum ona çaresiz hissettiriyordu.

Tüm bunların sonunda Oswald halkı öldüren mikroorganizmaları yok etmenin onlara yardım etmenin en iyi yolu olduğuna karar verdi. Mikrobiyolog olacaktı.

Süt bakteriyolojisi üzerine yarı zamanlı çalıştığı, pastörizasyondan önce ve sonra bakteri ölçümlerini yaptığı işiyle birlikte kademeli olarak mikrobiyolojye geçiş yaptı.

Pnömoni (Akciğer İltihaplanması) Araştırması

Avery 1907 yılında, 30 yaşındayken New York Brooklyn’deki Hoagland Laboratuvarı’nda yardımcı yönetici olarak çalışmaya başladı. Buradayken öğrencilere öğretmenlik yapmak dışında modern kimya ve bakteriyolojik yöntemleri öğrendi. Burada ayrıca ileride çalışmalarının en önemli özelliklerinden biri olacak olan, olağanüstü bir özen ve titizlikle deneyler yapma yetisini kazandı.

Araştırma kariyerine, yoğurt gibi fermente süt ürünleri üzerinde çalışarak başladı. Bu ürünlerin insandaki zararlı bağırsak bakterilerini kontrol etmekteki rolünü, araştırdı ve bu konu yaklaşık 100 yıl içinde bilim dünyasının dikkatini yoğun ölçüde çeken bir konuydu.

Fermente gıdalarda sıklıkla rastlanan lactobacillus plantarum bakterisinin bir fotoğrafı. insan bağırsağındaki böyle bakterilerin insan sağlığını olumlu yönde etkilediğine inanılıyor.

Avery akademik yolculuğunda 9 makale yayınladı. 1913’te yazdığı bir makale, Manhattan’daki Rockefeller Enstitüsü başkanı Rufus Cole’un dikkatini çekti. Hoagland ziyareti sırasında Avery’i ölçüp tartmak amacıyla onunla sohbet etmeye özen gösterdi.

Tüm bunların sonunda Avery, 1913 yılının eylülünde, Rockefeller Enstitüsü’nde, 36. doğum gününden yaklaşık bir ay önce gerçek bir bakteriyolog olarak çalışmaya başladı.

Oswald, kariyerinin geri kalanında araştırmaları sırasında pnömoni bakterisine odaklandı. Penisilin antibiyotikleri hala birkaç on yıl kadar uzaktı ve Amerika’da her yıl 50 bin kadar insan pnömoni nedeniyle hayatını kaybediyordu.

Amerikan Olmanın Tuhaf Bir Yolu

Amerika 1917 yılında Birinci Dünya Savaşına katıldı. Avery, Birleşik Devletler Tıbbi Kolordusuna subay olarak katılmak istedi ancak reddedildi. Çünkü, tüm yaşamını Amerika’da geçirmiş olsa da, 30 yıldan fazla bir süre, bir Amerika vatandaşı değildi.

40 yaşında seçkin bir bakteriyolog olan Avery, en düşük rütbe olan “özel” olarak kaydedildi. Daha sonra savaş zamanında aktif görevde olduğu için Amerikan vatandaşlığı kazandı. 1918’de Tıbbi Kolordu Kaptanlığına terfi etti.

Genlerin DNA Olduğunun Keşfi

• Avery’den Önce Kalıtım ve DNA: Mendel, Miescher ve DNA

1. 1866 yılında, Gregor Mendel,Moravia’da çalışırken, şimdiki Çek Cumhuriyeti, yavruların genlerini ebeveynlerinden aldıklarını temel matematik kurallarına göre gösterdi. Bu çalışması 1900 yılına kadar yok sayıldı.
2. 1871 yılında Friedrich Miescher Almanya’dayken, “hücre nükleusundan gelen nüklein adını verdiği yeni bir madde” keşfetti. Bugün bu maddeye “deoksiribonükleik asit” ya da kısa adıyla DNA diyoruz.

Bilim insanlarının aslında DNA’nın kalıtımda rol oynadığına dair bir şüphesi yoktu. Bir şeylerin aynı türler arasında değişmeyen bilgileri nesiller boyunca ana canlıdan yavru canlıya aktararak taşıması gerektiğinin bilincindeydiler ve bunun Mendel’in belirlediği kurallar dahilinde gerçekleştiğini düşünüyorlardı. Bu bilgilere -kalıtımın içeriği-  gen adı verildi.

Henüz kimse genlerin hangi maddeden oluştuğunu bilmiyordu ancak uzun yıllar sonra bilim insanları genlerin proteinlerden oluşuyor olabileceği kanısına vardılar.

• Griffith Deneyi: Hayat Tuhaflaşıyor

1. 1928’de İngiltere’deki Frederic Griffith oldukça şaşırtıcı bir şey buldu: bir bakteri türünü diğerine çevirdi.

Çalışmaları, mikroskop altındaki görünümlerinden dolayı iki suşu olan, Rough (R) ve Smooth (S) streptococcus pnömoni’yi içeriyordu.

Rough özellikle zararlı değildi. Smooth ise ölümcüldü.

Griffith fareleri R ve S bakterileriyle enfekte ederek bir deney yaptı. Bu deneyin sonuçları ise:

• R bakterisiyle enfekte edilen fare beklendiği gibi yaşamını sürdürdü.
• S ile enfekte edilen fare beklendiği gibi öldü.
• Isıyla öldürülmüş S ile ile enfekte edilen fare beklendiği gibi öldü.
• Isıyla öldürülmüş S ile ve R ile karışık olarak enfekte edilen fare beklenmedik şekilde öldü.
• Dahası, bu şekilde enfekte edilen farede canlı S bakterilerine rastlandı.

Ölü S bakterisine ait bir şeyler R bakterisini S bakterisi üretmeye teşvik etmişti ve önemli bir biçimde bu değişim kalıtsaldı: R bakterisi, S bakterisine dönüştürüldüğünde, bir sonraki nesil S bakterisiydi.

• Avery’den Sonra: Şüphecilikten İnanca

Griffith’in çalışması Avery’nin kendi uzmanlık alanı olan pnömoni  bakterileriyle olan muhtemel ilgisi dikkatini çekmişti. Avery bir yandan Griffith’i takdir ederken diğer yandan deneyin olağanüstü sonuçlarına inanamıyor ve bakterilerin kontamine olabileceğinden şüpheleniyordu.

Avery’nin laboratuvarındaki genç çalışanlardan biri olan Martin Dawson Griffith’in deneyini tekrar yaptı. Dawson Griffith’in sonuçlarını onayladığında Avery, R bakterisinden S bakterisine dönüşümünün gerçek olduğunu reddedemez durumdaydı. Avery ve Dwason’ın ardından diğer pek çok laboratuvar da aynı sonuçları almıştı.

• Fareye İhtiyaç Yok

Dawson garip fenomen ve ihtimallere dair yaptığı deneylerine devam etti. 1930’da, farelerin masum seyirciler olduğunu kanıtlayarak büyük ilerleme kaydetti. R ve ısıyla öldürülmüş S bakterilerini karıştırarak cam deney düzeneklerinde R bakterilerinin S bakterilerine dönüşümünü gözlemledi.

• DNA’nın İlk İzolasyonu

Dawson yeni bir iş için Avery’nin laboratuvarından ayrıldı ve Avery Rockefeller araştımacılarından oldukça hevesli bir başka genç olan James Alloway’i dönüştürme ilkesi üzerinde çalışması için işe aldı.

Alloway ısıyla öldürülmüş S bakterilerini çözdü ve lifli bir madde bırakmak için parçaları filtreledi. Bizler bugün bunun DNA olduğunu biliyoruz ama Alloway bilmiyordu. Bu maddenin, DNA’nın, R bakterilerini S bakterilerine dönüştürmek için gereken tek şey olduğunu ortaya koydu. Alloway, 1932 yılında Rockefeller Laboratuvarı’ndan ayrılarak başka bir işe başladı.

Dawson ve Alloway dönüştürme ilkesi hakkında henüz hiçbiri yanlışlanmamış yeni teoriler ortaya attı.

• Yavaş ve Uzun Bir Çalışma

Avery kendi başına deneyler yapmaya başladı ancak zamanı diğer büyük araştırmalarla ciddi halde sınırlıydı. Ayrıca yaklaşık altı ayını laboratuvarından uzakta geçirmişti.

Deneyler oldukça zordu, çoğu çalışmanın sonucu tekrarlanamıyordu. İlerleme çok yavaştı.

1. 1935 yılı itibariyle Avery’nin kanıtları, ona, ne proteinlerin ne de karbonhidratların herhangi bir dönüşüme neden olmadığını gösterdi. Belki de 1936 yılında kilit faktörün nükleik asit olduğunu tahmin etmişti. Elbette sadece iki çeşit çekirdek asidi bulunduğundan, DNA ve RNA, Avery yanıta yaklaşıyordu. Tüm bunlara ek olarak, Avery’nin asıl yanıta yaklaştığını hissetmesi için uzun yıllara ihtiyacı vardı.

• Daha Hızlı Protein ve Lipidler Olumlu Anlamda Dışlanıyor

1935 yılında, 15 yaşında Montreal McGill Üniversitesi’ne kabul alan, dahi yeni genç bir araştırmacı olan Colin MacLeod Avery’e katıldı.

MacLeod ve Avery olağanüstü benzer bir altyapıya sahipti: her biri Yeni İskoçya’nın yerlilerindendi ve her biri New York’a taşınmıştı. İkisi de kariyerlerini tıp doktorluğundan bakteriyolojiye kaydırmıştı. İkisinin babası da protest kilise çalışanıydı ve her ikisi de Kanada’dan Amerika’ya taşınmıştı.

MacLeod, daha güvenilir laboratuvar teknikleri geliştirerek araştırmaya yeni bir ivme kazandırdı. Bununla beraber hem Avery hem de MacLeod, başka projelerde de yer aldılar.

1940’ta dönüştürme ilkesi çalışmalarına odaklanabilmek için diğer çalışmalarını bırakıp vakitlerini laboratuvarda harcamaya başladılar.

1941 yılından sonra, Avery ve MacLeod, dönüştürme ilkesinin protein ve lipid olmaksızın gerçekleştiğinden emindiler, çünkü bu maddeleri ısıyla öldürülmüş S bakterilerinden güvenli bir şekilde çıkardıklarında da R bakterisinin S bakterisine dönüşebildiğini görmüşlerdi.

MacLeod bu aşamada, New York Üniversitesi Tıp Fakültesi’nde Bakteriyoloji Profesörü olarak çalışmak için projeden resmi olarak ayrılmış olsa da pratikte proje için sık sık geri geldi.

• R, S DNA’sı Tarafından S DNA’sı Haline Getirilir

MacLeod’un resmi olarak laboratuvardan ayrılmasıyla birlikte, Maclyn McCarty, Indiana eyaletinden doktora mezunu bir araştırmacı, 1941 eylülünde projeye dahil oldu. McCarty araştırmaya Johns Hopkins Hastanesi’nde devam ediyordu. Oradaki patronu Profesör Edwards Park, McCarty’nin Avery’nin laboratuvarına katılacağını duyduğunda McCarty’e, Avery’nin araştırması için stratosferin dahi üstünde olduğunu söyledi.

İlerleme şimdi daha hızlıydı. Araştırmacılar dönüştürücü maddeyi bırakmak için hücrenin diğer tüm kısımlarını çıkardı. McCarty, birtakım testlerle dönüştürücü maddenin sadece deoksiribonükleik asit yani DNA olabileceğini ortaya koydu. Ancak Avery, daha önce bu bakterilerde DNA’ya rastlamadıklarını belirtti.

• Avery, MacLeod, McCarty

1943 yılında Avery, MacLeod ve McCarty çalışmalarını, yayınlanmak üzere Journal of Experimental Medicine dergisine gönderdiler ve çalışmaları ertesi yıl yayınlandı.

DNA’nın genetik bir materyal olduğunu keşfettiler. DNA kalıtsal değişiklikleri sağlayan maddeydi. Büyük bir ağırlığa sahip, dev bir moleküldü. Bu çalışma Avery, MacLeod ve McCarty’nin deneyi olarak biliniyordu.

Avery, MacLeod ve McCarty’nin deneyi 50 yıl kadar önce çağdaş genetik dönemini başlattı.

Joshua Lederberg, 1958 yılı Nobel Tıp Ödülü Sahibi, 1994.

• Genler DNA’dır

İronik bir şekilde, Avery’nin çalışması İkinci Dünya Savaşı’nın en yoğun döneminde tamamlandı. Avery ve iş arkadaşları, her zamankinden daha fazla bilim insanı ölümün ve öldürmenin yollarını ararken hayatın sırlarından birini keşfetmişti. Avery 66 yaşındayken çalışması tümüyle yayınlanmıştı.

Genlerin DNA olduğu fikrine karşı çıkanların sayısı azımsanacak gibi değildi. Hatırı sayılır birkaç bilim insanı genlerin protein olduğu fikrinin yanlışlanmasına müsaade etmiyordu. Avery’nin çalışmasını DNA’ya proteinlerin bulaştığını söyleyerek açıkladılar. Ancak zamanla hiç kimse DNA’nın statüsüyle çelişememeye başladı.

Avery’nin çalışmasını çabucak benimseyen birkaç bilim insanından biri Erwin Chargaff idi ve DNA’nın genetikteki rolünü anlamak için Avery’den sonraki büyük adımları atan da yine Erwin’di.

1953’te, James Watson ve Francis Crick DNA’nın yapısını ve replikasyonunu tanımladı. Avery bu keşfe şahit olacak kadar uzun yaşamıştı.

“… DNA’nın bir pnömokoktan diğerine genetik bilgileri aktarımının keşfedilmesi moleküler biyoloji alanının açılışını müjdeledi.”

Frank MacFarlane Burnet, Changing Patterns, Virolog ve 1960 Yılı Nobel Tıp Ödülü Sahibi,  1968.

Nobel Ödülü Alamadı

Avery hiçbir zaman Nobel Ödülü kazanamadı. 1930’lu yıllarda antijenler üzerine yaptığı çalışma için birkaç kez aday gösterildi. Ayrıca DNA çalışması için de aday gösterildi ancak adaylıkları ödülle sonuçlanamadı.

1945’te İngiliz Kraliyet Topluluğu Avery’e prestij sahibi Copley Madalyası verdi ve 1947’de Amerika’nın tıptaki en çaplı ödülü Lasker Ödülü’ne layık görüldü.

“Avery’nin deneyi DNA’nın temel genetik materyal olarak anılmasını sağladı.”

James Watson, Genetisyen ve 1962 Yılı Nobel Tıp Ödülü Sahibi, 1968.

Özel Hayatı ve Son

Avery hep işi için yaşadı. Hiç evlenmedi ve çocuğu olmadı. Müziğe olan sevgisini hiç yitirmedi ve boş zamanlarında yelkenle açılmak gibi hobileri vardı.

Avery, 1948’de aile hayatının tadını çıkarmak için Nashville’e taşındı. Orada bir üniversitede bakteriyoloji dersi veren kardeşi Roy’un evine yakın büyük bir ev kiraladı ve Roy’un ailesiyle zaman geçirdi. Hatta bir müddet sonra kuzeni Wandell, kahyası oldu.

Oswald Theodore Avery, 20 Şubat 1955’te 78 yaşındayken, Nashville’de kanserden öldü. Bedeni Nashville Olivet Dağı Mezarlığı’nda yakıldı.

Kaynak: https://www.famousscientists.org/oswald-avery/

Görsel Kaynak: https://evrenatlasi.com/wp-content/uploads/2020/05/oswaldavery3-min.jpg

Editör: Meryem GÖKOĞLU