Peter Hegemann: Gençlere optogenetiği bırakmalarını öğütleyen biyofizikçi

Peter Hegemann

Doğum	11 Aralık 1954 Münster, Germany
Meslek	Biyofizikçi
Ödüller	Massry Ödülü · Gottfried Wilhelm Leibniz Ödülü · Beyin Ödülü

Peter Hegemann’a genç araştırmacıların optogenetiği nasıl geliştirebileceğini sorun; her gazeteciye verdiği yanıt aynıdır: Geliştirmemeliler. Yeni bir konu üzerinde çalışmalılar. Nobel Komitesi’nin kısa süre önce bu alanı başlatan kişi olarak gösterdiği birinden duymak tuhaf bir söz. Ancak Hegemann, alanlar çevresinde yerleşip kalıcı hâle gelmeden önce onlardan ayrılmayı alışkanlık edinmiş. Berlin Humboldt Üniversitesi’nde düzenlenen basın toplantısında izlediği dolambaçlı yolu sıraladı: önce kimyager, sonra biyokimyacı, ardından on yıl boyunca bitki fizyolojisi; sonra biyokimya ve biyofizik profesörlükleri. “Şimdiyse sinirbilimciyim,” dedi, “gerçi hayatımda hiç sinirbilim deneyi yapmadım.”

Würzburg Üniversitesi’nden Georg Nagel ve Stanford Üniversitesi’nden Karl Deisseroth ile paylaştığı ödül, ışıkla etkinleşen iyon kanalları ve optogenetik alanındaki keşifleri onurlandırıyor. Nobel Komitesi’nin kendi anlatısı işe Hegemann’la başlıyor. Basın açıklamasında, “Her şey Peter Hegemann’ın merakıyla başladı,” deniyor: Tek hücreli yeşil bir alg olan Chlamydomonas’ın ışık kaynağına doğru nasıl yüzdüğünü merak etmişti. Yanıt, ışığı yakalayan ve tek adımda hücre zarındaki bir kanalı açan protein kanalrodopsindi. Bu protein bir sinir hücresine yerleştirildiğinde araştırmacıların mavi ışıkla o hücreyi etkinleştirmesini sağlar. Hegemann, keşifle ilgili Science dergisinden gelen ilk yorumu hâlâ hatırlıyor: “Gölet pisliğinden bir iyon kanalı.” Eklediğine göre Chlamydomonas araştırmacıları bu yoruma pek gülmemiş.

Eğitim hayatında bunların hiçbirine işaret eden pek bir şey yoktu. Hegemann, 11 Aralık 1954’te Münster’de doğdu ve doktorlardan oluşan bir ailede Aachen’da büyüdü. Hümanist eğitim veren bir lisede yıllarca, kendi deyişiyle sıkıcı Roma ve Yunan savaşlarını anlatan metinleri çevirdi; yalnızca fen bilimlerinden, sanattan ve müzikten hoşlanıyordu. Okul orkestrasında flüt çaldı, motosiklete bindi; okul ve üniversite notlarını “kesinlikle ortalama” diye tanımlıyor. Münster’de, ardından biyokimyaya yöneldiği Münih’te kimya okudu.

Kariyerinin yönünü belirleyen tercih, Martinsried’deki Max Planck Biyokimya Enstitüsü’nde geldi. Hegemann, 1984’te burada Dieter Oesterhelt’in grubunda, tuz seven bir mikroptan elde edilen ve ışıkla çalışan klorür pompası halorodopsin üzerine çalışarak doktorasını tamamladı. Anlattığına göre Oesterhelt ona iki seçenek sunmuştu: Emekli olana kadar, istediği sürece yanında kalmak ya da kendi işini kurup beş yıl sonra ayrılmak. Hegemann ikinci yolu seçti. Kenneth Foster’ın bir makalesinde, algin ışık algılayıcısının hayvan gözlerinde de görev yapan molekül ailesinden bir rodopsin olduğu öne sürülmüştü. Hegemann, Martinsried’e dönüp kendi araştırma grubunun başına geçmeden önce Foster’ın Syracuse Üniversitesi’ndeki laboratuvarında bir yıl doktora sonrası araştırmacı olarak çalıştı.

1990’ların başında, burada onu on yıl boyunca meşgul edecek bilmeceyle karşılaştı. Algin göz lekesine yerleştirilen küçük elektrotlarla, ışığın ulaşmasından yarım milisaniye sonra oluşan bir elektriksel uyarıyı kaydetti. Bu, insan gözünde ışığı sinyale dönüştüren kimyasal adımlar zincirinden yirmi kattan fazla hızlıydı. Hegemann, ışığı yakalayıp aynı zamanda iyon kanalı görevi gören tek bir protein olması gerektiği sonucuna vardı. Meslektaşları kuşkuyla yaklaştı; ekibi proteini yalıtmaya çalıştığında protein her seferinde parçalanıyordu. Hegemann, 1993’te biyokimya profesörü olarak Regensburg Üniversitesi’ne geçti. Milenyumun dönüm noktalarında ekibi, Japon araştırmacıların yayımladığı Chlamydomonas gen dizilerinde iki olası aday belirledi ve bunları Frankfurt’taki Max Planck Biyofizik Enstitüsü’nden Nagel’e gönderdi. Nagel proteinleri kurbağa yumurtalarında üretti ve ışık altında açıldıklarını gözlemledi. Hegemann, Nagel ve Ernst Bamberg ile birlikte 2002’de Science’ta kanalrodopsin-1’i, sinirbilimin benimsediği tür olan kanalrodopsin-2’yi ise 2003’te PNAS’ta tanımladı.

Bu araç hızla yaygınlaştı. Deisseroth’un laboratuvarı 2005’te kanalrodopsin-2’yi kullanarak kültür ortamında yetiştirilen sıçan sinir hücrelerini komutla ateşletti. Aynı yıl Hegemann, civciv embriyolarındaki sinirsel etkinliği bu yöntemle başlatan bir araştırmanın ortak yazarı oldu. Deneysel biyofizik profesörü olduğu Humboldt Üniversitesi’ndeki laboratuvarı, yeni varyantlar geliştiren bir atölyeye dönüştü. Ekibi 2014’te kanalrodopsini, sinir hücrelerini ateşletmek yerine susturan, ışıkla etkinleşen bir klorür kanalına dönüştürdü. 2016’da verilen Avrupa Araştırma Konseyi hibesi, bilinen ilk heterodimerik rodopsinin keşfedilmesini sağlayan ışığa duyarlı enzim arayışını finanse etti. Hegemann, 2015’ten bu yana Berlin’de Hertie Sinirbilim Kıdemli Profesörlüğü görevini yürütüyor.

Nobel Ödülü’nde yer alabilecek isim sayısının üçle sınırlı olması, kalabalık bir hikâyeyi basitleştiriyor; Hegemann’ın kariyeri de bunun nerelerde yaşandığını gösteriyor. Mikrobiyal rodopsinler üzerine çalışmaları bu araştırmaların tümüne temel oluşturan danışmanı Dieter Oesterhelt, 2021 Albert Lasker Temel Tıp Araştırmaları Ödülü’nü Hegemann ve Deisseroth ile paylaşmıştı. Ancak Oesterhelt Kasım 2022’de hayatını kaybetti ve Nobel Ödülü ölümden sonra verilmiyor. Kanalrodopsin üzerine yayımlanan iki makalenin de ortak yazarı Bamberg, 2013 Brain Prize’ı bu yılın üç ödül sahibiyle paylaşmıştı; ancak Nobel ödülünü alanlar arasında yer almıyor. Ödüllü keşiflerin nerede yapıldığı konusunda bile anlaşmazlık var. Komite keşifleri Martinsried’deki enstitüye atfederken Regensburg Üniversitesi, kendi laboratuvarlarında yürütülen çalışmaların temelleri attığını söylüyor. Tıbbi kullanım vaadi de sınırlı: En açık klinik sonuç, retinitis pigmentosa hastası bir kişinin görme yetisinin kısmen geri kazanması. Hegemann, mesleğinin bilim insanlarını ödüllendirme biçimini de açıkça eleştiriyor. 2023’te yayımlanan bir videoda meslektaşlarına, genç araştırmacıları üç ya da dört yılın sonunda yayımladıkları makale sayısına göre değil, çalışmalarının özgünlüğüne göre değerlendirmeleri çağrısında bulundu; ne yazık ki böyle yapmadıklarını söyledi. Ayrıca yayın kuruluşu rbb’ye, destek yetersiz kaldığı için Humboldt’da temel araştırmalara devam edip etmemek konusunda sık sık kuşkuya düştüğünü anlattı.

Haber neredeyse gözünden kaçıyordu. Nobel Ödülü’nün internet sitesine verdiği söyleşide, 5 Ekim’de kendisinden geri aramasını isteyen tanımadığı birinden gelen e-postayı, yelken gezilerinden İsveç’in telefon kodunu tanıyana kadar görmezden geldiğini anlattı. Humboldt’daki basın toplantısında araştırmanın ödül kazanmak amacıyla yapılamayacağını söyledi ve en az on farklı milletten kişinin yer aldığı ekibine övgüde bulundu. Üniversite yönetimi, Mayıs 2029’da tamamlanması planlanan yeni bir binayla optobiyoloji çalışmalarına destek verdi. Hegemann, Regensburg Ultra Hızlı Nanoskopi Merkezi’ne danışmanlık yapmayı sürdürüyor ve 2022’den bu yana yürütülen, optogenetiği daha geniş bir canlı sistemleri yelpazesine taşımayı amaçlayan Avrupa Araştırma Konseyi Synergy projesinde yer alıyor.

Stockholm’deki madalya töreni 10 Aralık’ta, 72. yaş gününden bir gün önce düzenlenecek; Hegemann ailesini ve kilit çalışma arkadaşlarını da yanında götürmeyi planlıyor. Nobel söyleşisinde, Chlamydomonas’ın ışığa verdiği tepkiyi inceleyen ilk araştırmanın 1866’da, alg örneklerini St Petersburg’da Neva Nehri’nden toplayan ve elektriksiz çalışan Rus bir bilim insanı tarafından yayımlandığını hatırlattı. Hegemann’ın sıradaki araştırmacılara tavsiyesi, optogenetik hakkında söyledikleriyle aynı: İncelenecek o kadar çok ilginç canlı var ki.

Etiketler: Georg Nagel, Karl Deisseroth, Nobel Prize, optogenetik, Peter Hegemann, channelrhodopsin, biyofizikçiler