Antik DNA alanındaki çalışmalar insanlık tarihine yeni ufuklar açıyor

İlk antik DNA çalışmaları, Russ Higuchi ve arkadaşları tarafından bir müzede bulunan 150 yıllık soyu tükenmiş Güney Afrika zebrası üzerinde yapıldı. 2012 yılında ODTÜ Biyolojik Bilimler Bölümü’nde Türkiye’deki ilk laboratuvar kuruldu ve ekip antik koyun DNA’sı üzerine çalışmaya başladı.

2022 yılında Tıp ve Fizyoloji alanında verilen Nobel Ödülü ile son zamanlarda gündemi sıkça meşgul eden antik DNA çalışmaları çoğu kişinin dikkatini çekti. Peki nedir bu antik DNA?

Antik DNA (aDNA) en basit tanımıyla toprak altından çıkarılan iskeletlerden elde edilen genetik materyal olarak tanımlanabilir. Antik örnekler denildiğinde akla sadece insan kemikleri gelse de diğer hayvanlara ait iskeletler, mumya dokuları, göl tabanları ve buzullarda donmuş olarak bulunan toprak gibi çeşitli materyallerden de elde edilen örnekler antik DNA çalışmalarının konusudur. Bu genetik materyalin en önemli avantajı ise geçmişi anlamak için yeni bir perspektif sunmasıdır. Arkeoloji ve antropoloji alanlarında bu kalıntıları yorumlamak için çeşitli yöntemler kullanılsa bile bu yaklaşımlar zaman zaman yetersiz kalabilmekte. İşte bu noktada aDNA analizleri akrabalık ilişkileri, göç olayları ve beslenme alışkanlıkları gibi konulara dair önemli katkılarda bulunuyor. Bunun yanı sıra doğal seçilim, mutasyon ve insan topluluklarının karışımı gibi evrimsel mekanizmaları da anlamamıza yardımcı oluyor.

Eski zaman ve hasar

Ancak, örneklerin incelenmesi zahmetli ve maliyetli işlemler gerektiriyor. Çünkü modern örneklerle ile karşılaştırıldığında DNA’nın kalitesi ve korunumu azalıyor. Sıcaklık, nem ve yağış gibi çevresel faktörler DNA korunumunda önemli etmenlerden birkaçı. Bunlarla beraber örneğin yaşı da DNA korunumunu ciddi şekilde etkiliyor. Son çalışmalar gösteriyor ki örnekler ne kadar eski bir zamana aitse o kadar hasara maruz kalıyor. Bu hasarlar en basit haliyle birtakım kimyasal tepkimeler sonucunda, ölüm sonrası DNA’nın parçalanmasıyla meydana gelen değişiklikler. aDNA analizlerini yorumlarken karşılaşılan bir diğer önemli sorun ise bulaşma. Elde edilen DNA’da o örneğin kendi genetik materyali haricinde var olan modern insan veya mikroorganizmaların DNA parçaları bulaşmanın ana kaynaklarını oluşturuyor. Bunu engellemek için özel bir yöntemle steril ortamlarda DNA saflaştırması yapılmaktadır. Saflaştırılan DNA sonraki aşamada dizilenerek, bilgisayar ortamında hesaplamalı yöntemler aracılığıyla analizlerine devam edilir.

Antik DNA alanında ilk çalışmalar

İlk antik DNA çalışmaları, Russ Higuchi ve arkadaşları tarafından bir müzede bulunan 150 yıllık soyu tükenmiş Güney Afrika zebrası üzerinde yapıldı. Bu çalışmada, az bir miktar DNA parçası elde etmeyi başararak alanın temelini oluşmasına katkı sağladılar. Sonraki sonraki yıllarda, 2022 yılı Nobel Ödülü’nün de sahibi olan Svante Pääbo mumya örneklerini kullanarak antik DNA çalışmaları yürütmeye başladı ve başarılı bir şekilde DNA izolasyonu, çoğaltma ve dizileme işlemlerinin metodolojisini literatüre kazandırdı. Bununla beraber, son 15 yılda yeni nesil dizileme teknolojilerinin gelişmesiyle beraber, mamut gibi nesli tükenen hayvanların tüm genetik materyalleri dizilenebildi. Bu nesli tükenen hayvanlara Neandertal ve Denisovan gibi insansı akrabalarımız da dahil. Pääbo’nun 2022 yılında aldığı Nobel Ödülü’nün verilme sebebi de bu homininlerin genomları aracılığıyla insan evrimi çalışmalarında açtığı yeni yol. 2022 ödülünün bir diğer önemi de ilk defa bir Nobel Ödülü’nün direkt olarak evrim alanında yapılmış bir çalışmaya verilmesi. Bu ödül antik DNA alanının yaygınlaşması ve görünürlüğü açısından son derece önemli.

Türkiye'deki ilk Antik DNA çalışmaları

Bugün tüm dünyada binlerce araştırmacının çalıştığı bu alanda, Türkiye’den araştırmacılar da artık söz sahibi. 2012 yılında Prof. Dr. İnci Togan liderliğinde ODTÜ Biyolojik Bilimler Bölümünde Türkiye’deki ilk antik DNA laboratuvarı kuruldu ve ekip antik koyun DNA’sı üzerine çalışmaya başladı. Ardından ekibin genişlemesi ve alanlarında deneyimli araştırmacıların ekibe dahil olmasıyla beraber, çalışmaların boyutu büyüdü. 2018 yılında başlayan Avrupa Birliği destekli NEOGENE projesiyle birlikte, ülke çapında onlarca arkeolog, antropolog ve müzenin desteğiyle Anadolu’da neolitik dönüşümün izleri araştırılmaya başlandı. Bu sayede Hacettepe Üniversitesi’nde kurulan ikinci bir laboratuvarla ekip araştırma hacmini genişletti. Son yapılan çalışmalarda, Yukarı Mezopotamya’nın neolitik dönemdeki rolü, Güneybatı Asya’da son 10 bin yıldaki demografik değişimler, biyolojik ve sosyal akrabalık biçimleri ele alınıyor. Bugünlerde yalnızca neolitik dönemle sınırlı kalmayan ekip, neolitikten günümüze kadar birçok dönemde insan, hayvan ve mikrop antik DNA’sı çalışıyor.