Martin Rodbell ve Hücresel iletişimin bileşenleri, G-proteinlerinin keşfine yolculuk…

rodbell

Martin Rodbell, G-proteinlerini keşfetmesiyle tanınan Amerikalı bir biyokimyacıydı. "G-proteinlerini keşfetmeleri ve bu proteinlerin hücrelerde sinyal iletimindeki rolü” üzerine yaptığı çalışmalar ile 1994 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü'nü aldı.

Martin Rodbell

Martin Rodbell 1 Aralık 1925’te, ABD’nin Maryland eyaletinin Baltimore şehrinde doğdu. Buradaki devlet okullarında öğrenimini tamamladıktan sonra 1943’te Johns Hopkins Üniversitesi’ne girdi. Latince, Yunanca, Almanca ve Fransızca dil eğitimini ağırlıklı olarak alsa da Fransızca’ ya arkadaşları sayesinde daha büyük ilgi duydu ve bu ilgi eğitim hayatının yönünü belirledi. Üniversite döneminde 2. Dünya Savaşı’nda donanmaya girdi ve bir Yahudi olarak Hitler’e karşı savaşmanın öncelikli olduğuna inandı.

1944’te donanma telsiz operatörü olarak Pasifik okyanusunda Japonya cephesinde bulunduğunda, zorlu koşullar altında farklı insanlarla kurduğu iletişimin ve deneyimlerinin aslında onu bir bilim insanı olmak için hazırladığını fark etti. Savaştan döndüğünde Johns Hopkins’te eğitimini sürdürmeye karar verdiğinde yıl 1946 idi. Rodbell’in dikkatini Fransız edebiyatı çekerken, babası onun tıp fakültesine gitmesi ile ilgilendi. Bu süreçte dönüm noktası, James Ebert’in bilim felsefesine ve embriyolojiye olan tutkusunu görmesi ile biyolojik bilimlerde kariyer yapmak istediğini anladığında gerçekleşti. Biyoloji bölümünde görev alan büyük profesörlerden biri olan Bentley Glass’in Biyokimya alanında ilerlemesi için verdiği tavsiyenin ardından, Hopkins’te bir yıl daha kalarak ileri düzey kimya dersi aldı.

1949’da Barbara Ledermann ile tanışması, birçok sanat dalı ile ilgilenen arkadaş çevresi kazanmasını da beraberinde getirdi. 1950’de evlenerek kendini bilim ve sanat dünyası içinde bulan Rodbell, ardından Seattle’a taşınıp Washington Üniversitesi’nde çalışmaya başladı. Lipid kimyası, özellikle de fosfolipit metabolizması üzerine çalışmalar yaparak, tez danışmanı Donald Hanahan’dan eter çözeltisindeki fosfolipazların eylemlerinin tahlil edilme yöntemlerini öğrendi. Sıçan karaciğerindeki lesitinin biyosenteziyle ilgili hazırladığı tezi ile 1954’te doktorasını tamamladı. Aynı yıl Illinois Üniversitesi Kimya bölüm başkanı Dr. Herbert E. Carter ile çalışarak, kloramfenikolün biyosentezinin araştırılmasına katkıda bulundu. Burada kaldığı iki yıl boyunca eğitmen olarak da görev aldı ancak, hücre zarlarında bulunan lesitinin biyokimyası üzerine yaptığı çalışmalarına devam etmek arzusunda olduğunu fark etti.

Martin Rodbell 1956’da Maryland’deki Ulusal Kalp Enstitüleri’nde Christian Anfinsen’in laboratuvarında biyokimya araştırma görevlisi pozisyonunu kabul etti.

Dr. Edward Korn şilomikronlardaki trigliseritleri hidrolize eden lipoprotein lipaz enzimini temizleme faktörü olarak belirlemişti. Rodbell ise şilomikronların yüzeyindeki lipoproteinlerin doğasını ayırt etmekle ilgilendi ve “parmak izi” yöntemini kullanarak yıllar sonra lipoprotein içeren hastalıklarda önemli rolleri olduğu kanıtlanacak olan en az beş farklı proteinin var olduğunu belirledi. 1960 yılında embriyoloji üzerine çalışmalara dönmek istediğinde, Brüksel Üniversitesi’ne katıldı. Burada Jean Brachet’in öğretileri ile hücrelerde trityum etiketli moleküllerin lokalizasyonunun kaydı için Röntgen filmleri tekniğini gözlemledi. Ardından Dr. Peter Gaillard’ın Leiden’de bulunan laboratuvarında trityum etiketli şilomikronların alımını ayırt etmek için kültürlenmiş kalp hücrelerinin kullanımı konusunda uzmanlık eğitimi aldı.

Rodbell 1960’ların ortalarında Artrit ve Metabolik Hastalıklar Enstitüsü’nde bulunduğu sırada ilgisi lipit proteinlerinin metabolik işlevlerinden, hormonların (özellikle insülin ve glukagon) bireysel hücreler üzerindeki etkisine yönlendi. Korn yağ dokusunda enzim bulunduğunu belirlemişti, Rodbell ise kolajenazın yağ hücrelerini sindirerek serbest bıraktığını keşfetti. 1963’te Bernardo Houssay ile görüşmeleri sonrasında hormonların izole hücreler üzerindeki çalışma mekanizmasına odaklanarak, 1964’de endokrinoloji alanında oldukça ilgi gören “İzole Yağ Hücrelerinin Metabolizması” adlı makalesini yayımladı. Fosfolipazların etki mekanizmalarının, hormonun glikoz kullanımı ve protein sentezi üzerindeki etkisini taklit ettiğini ancak eylemlerinin yüzey zarıyla sınırlı olduğunu tanımlamasının ardından, insülinin fosfolipazları uyararak yüzey zarının yapısının değiştirilebileceğini öne sürdü. Tüm bu veriler insülin reseptörünün yağ hücrelerinin yüzeyinde bulunduğuna dair dolaylı bir kanıt sunmuş oldu. Rodbell “hayalet” adını verdiği çeşitli hormonlara duyarlı yağ hücresini, hücrenin yapısal ve metabolik yönlerini koruyarak araştırmayı sürdürdü.

Rodbell 1969 yılında G- proteinlerinin önem ve işlevinin keşfi için büyük bir adım atmış oldu.

Earl W. Sutherland’in hormon aktivitesi üzerine yaptığı konuşmada, ilk habercinin hücre yüzeyinde çalıştığı ve “ikinci haberci” mekanizmasını tetiklediği teorisini duyurmasıyla birçok biyokimyacının ilgi odağı olurken, bu teori Rodbell’in döngüsel AMP paradigması üzerine yoğunlaşmasına sebep oldu. 1967’de Geneva’ya seyahat ettiğinde, Torben Clausen ile “hayalet” yağ hücrelerindeki hormonların iyonlar üzerindeki etkileri ve aminoasit translokasyonları üzerine çalıştı ve hormonların pleiotropik ajanlar olduğu kanısına vardı. 1968’de sıçanların karaciğer zar hücreleri ile çalışırken, hücre içi reaksiyonları tetikleyici sinyallerin dönüştürülüp iletilmesi için bir reseptörün var olduğuna inandı. 

g-protein1969 yılında hücresel iletişimin bileşenlerini tanımlamak için “sinyal iletimi” adını verdiği bir sistemin ana hatlarını vererek G- proteinlerinin önem ve işlevinin keşfi için büyük bir adım atmış oldu. Yıl 1970’i gösterdiğinde Alfred G. Gilman ve Rodbell, hücreleri adrenalin ile uyarmaya çalıştıkları sırada uyarı iletiminde rol alan, hücre dönüştürücüsünün ana bileşeninin GTP (guanozin trifosfat) bağımlı bir protein -Guanin nükleotid-bağlayıcı protein/G-protein- olduğunu keşfetmişti. Öyle ki, bu moleküllerin reseptörlerin işlevini uygun şekilde yerine getirmediğinde, diyabet, körlük ve alerji gibi hastalıklarla ilinti olduğu da bilinmektedir.

1981-1983 yılları arasında Geneva Üniversitesi’nde Biyokimya profesörü olarak görev yaptıktan sonra, 1985’te Ulusal Çevre Sağlığı Bilimleri Enstitüsü’ne transfer edildi. Rodbell, emekliliğinin ardından, G proteininin keşfini sağlayan birbirinden bağımsız çalışmalar yapmaları sebebiyle Alfred G. Gilman ile birlikte Nobel Tıp ve Fizyoloji ödülünü 1994’te kazandı. Nobel ödülünün ardından lise ve üniversitelerde dersler verdi. Ulusal Çevre Sağlığı Bilimleri Enstitüsü, Rodbell konferans dizisini başlattı ve birçok konferansında keşif sürecinden ve çalışmalarından bahsetti.

Yaşadığı süre boyunca dünyanın her yerinden bilim insanlarıyla düşünce ve deneyimlerin paylaşımına olanak sağlayan Rodbell, kariyerini ve hayatını; “Birini diğerinden ayıramadığım, insanlar ve olaylarla ilgili deneyimlerim birçok açıdan kusursuzdu. Hiç süphesiz birinin yaşam ağı, bütün insan deneyimlerinin özü içinde olmalıdır.” şeklinde tanımlamış ve yetmiş üç yaşını kutladıktan altı gün sonra, 7 Aralık 1998’de Kuzey Karolina’da hayata gözlerini yummuştur. Ardında kendilerini Rodbell’in çırakları olarak gören öğrencilerini ve bilim insanlarını özlem ve hüzün içinde bırakmıştır.

Kaynakça

    • Biographical Overview | Martin Rodbell – Profiles in Science. U.S. National Library of Medicine, National Institutes of Health, https://profiles.nlm.nih.gov/spotlight/gg/feature/biographical.
    • Martin Rodbell. Martin Rodbell American Biochemist, Encyclopædia Britannica, Inc., https://www.britannica.com/biography/Martin-Rodbell.
    • The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1994. NobelPrize.org, https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1994/rodbell/biographical/.
    • Who Was Martin Rodbell? Everything You Need to Know. Martin Rodbell Biography, https://www.thefamouspeople.com/profiles/martin-rodbell-7650.php.

2019 Nobel Tıp Ödülünü Kazananlar açıklandı!

Bu yıl Nobel Tıp Ödülü “hücrelerin oksijen kullanılabilirliğini nasıl algıladıkları ve uyum sağladıkları” konusundaki çalışmaları ve keşiflerinde ötürü William G. Kaelin Jr, Sir Peter J. Ratcliffe ve Gregg L. Semenza arasında paylaştırıldı.

Yapılan açıklamada bilim insanlarının hücrelerde değişen oksijen seviyelerine cevap olarak genlerin aktivitesini düzenleyen moleküler mekanizmaları ortaya koyduğu açıklandı.

Kaynak: The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2019. NobelPrize.org. Nobel Media AB 2019. Sun. 13 Oct 2019. <https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2019/summary/>