(Dergi Bilkent 40. sayı – Aralık 2023)
Kanser araştırmalarıyla öne çıkan Prof. Dr. Ali Ertürk (Moleküler Biyoloji ve Genetik 2003), Bilkent yıllarından LMU’da öğretim üyeliğine ve Helmholtz Zentrum München’de araştırma direktörlüğüne uzanan bilim yaşamını anlattı.
Söyleşiye Bilkent’teki günlerinizle başlayabilir miyiz?
Bilkent’e Sakarya’nın Karasu ilçesinden gelmiştim. Geldiğimde çok iyi bir öğrenci değildim. Hazırlık okudum bir yıl. İnsanların İngilizcesi ve bilgi düzeyi benden daha iyiydi. Aramızda bir uçurum varmış gibi hissediyordum; herkes her şeyden anlıyor, her şeyi biliyordu sanki. 20 kişi kadardık birinci sınıfta. Ben başarı olarak altlarda olmama rağmen zamanla şunu fark ettim: İnsan mücadele ettikçe ilerliyor. Performansım giderek arttı. Hocam Uygar Tazebay ilerleyen yıllarda büyük destek verdi, yol gösterdi, ABD’de staj yapmam için
referans oldu.
İkinci sınıfta Yale, üçüncü sınıfta Harvard’da staj yaptım. Oralardaki insanlara hep uzaylılarmışçasına bakmıştım çok başarılı oldukları için; ama stajlar sayesinde anladım ki onlar da bizim gibi etten ve kemikten; mücadele edersen, çaba gösterirsen orada olmamana bir sebep yok. Ben de öyle ortamlarda bulunmak ve kalmak adına mücadele vermeyi karakterim hâline getirdim. Bilkent’in sonuna doğru lisansüstü başvurulara başladım. İlgilendiğim alan Almanya’daydı; onların doktora programları çok kaliteliydi ve diğer ülkeler kadar uzun değildi.
Doktorada hangi alana yöneldiniz?
Sinir sistemindeki sinirlerin yenilenmesiyle ilgileniyordum. Beyinde, omurilikte sinir sisteminin yenilenme hızı çok düşüktür. Bu yenilenmeyi hızlandırarak Alzheimer, inme veya felç geçirmiş insanların hayatlarını normalleştirebilmek çok önemliydi benim için. O zamana kadar bir çözüm ya da bir ilaç da geliştirilmemiş olduğundan dolayı bu konuya yoğunlaşmaya karar verdim.
Bu süreçte karşıma Frank Bradke’nin Max-Planck Nörobiyoloji Enstitüsü’ndeki araştırma grubu çıktı. Kendisiyle yazıştık. Beni görüşmeye çağırdı, anlaştık ve 6 ay içinde onun laboratuvarında nörobiyoloji doktorama başladım. Frank, Stanford’dan yeni gelmişti; laboratuvarı da yeniydi. Çoğu şeyi baştan kurmak ve öğrenmek gerekliydi. Yani yeni bir mücadele başlıyordu; çünkü insanlar genelde büyük laboratuvarlara giderek daha az zorlukla karşılaşırdı. Benim tam tersi oldu.
Ben o arada fotoğrafçılıkla da ilgilenmeye başlamış ve bir makine almıştım. Objektiflerin değerlerini, hızını, odak noktasını çalışmak, mikroskopları daha iyi anlamamı ve kullanmamı tetikledi; zira mikroskoplar da aynı şekilde çalışıyordu. Böylelikle doktoramın ortasında mikroskobi tekniklerine de yöneldim.
Nörobiyoloji çalışmalarınız nasıl biçimlendi?
Vücuttaki omurilik sinirlerini canlı şekilde görebileceğimiz, farenin omuriliğinde canlı bir şekilde takip edeceğimiz bir metot geliştirdik. Bunu Journal of Neuroscience dergisinde yayımladık. Daha iyi bir dergide yayımlayabilirdik; fakat benim o konuda çalıştığımı bilen birileri kendi yayınlarını hızlandırmış ve benden habersiz bir şekilde çıkarmış. Ya saftık o zamanlar ya da bu çalışmanın çok iyi yerlere gelebileceğini ilk etapta fark edememiştik.
Bir sonraki çalışmamız da mikroskobiyle bağlantılıydı. Şeffaflığa çalıştık. 2 boyutlu görüntülerden 3 boyutlu görüntüye
geçmeyi amaçladık; zira sinir sistemindeki yenilenmeye 2 boyutlu bakmak işe pek yaramıyor. Bütün ağa bir arada bakmamız gerekiyor ki nerede hata veya kopukluk olduğunu anlayabilelim. Şeffaflık sonrası 3 boyutlu görüntülemeyi nasıl alırız? Doktoramın sonuna doğru başladığım bu araştırma bayağı önemli oldu. Omurilikteki ilk 3 boyutlu görüntülemeleri biz çıkarttık. Yayınımız da doktoram bittikten sonra, etki faktörü çok yüksek olan Nature Medicine dergisinde çıktı.
Doktoranızı tamamladıktan sonra hangi adımları attınız?
İki kabloyu birbirine bağladığınızda sadece kabloların birbirine bağlı olduğunu anlamak yetmiyor; bunun işlevsel çalıştığını görmek istiyorsanız içinden elektrik geçtiğini de anlamak lazım. Sinirlerin çalıştığını anlamak için de bu şekilde bakmamız gerekiyor. Bu konuda ABD’de doktora sonrası araştırmacılık yapabileceğim laboratuvarları inceledim ve Massachusetts Institute of Technology’de Morgan Sheng’in laboratuvarına başvurdum. Morgan, Bilkent’i biliyordu; laboratuvarında Barış Bingöl varmış, benden 2-3 sene önceki bir mezun, çok başarılı bir araştırmacıymış. Benim de aynı kalibrede olabileceğimi düşünmüş ve mutlu olmuştu. Gelmeyi kabul edersem San Fransico’da, Genentech’te çalışacağımızı söyledi.
O zamanlar Genentech olup çok bilgim yoktu. Roche bünyesinde akademik bir enstitü seviyesinde araştırma yapan, bir dönem Google’ın bile önünde yer alıp ABD’nin en iyisi seçilmiş bir şirket olduğunu ve çalışanlarına oluşturduğu ortamla da tanındığını öğrenince Genentech’te araştırmacılığa başlamaya karar verdim. Kariyerimi biraz farklılaştırmak istiyordum. Fiziğe ve sinaptik biyolojiye yöneldim. Şeffaflık olayına biraz ara verdim. Yenilenen sinirlerde bağlantıların çalışıp çalışmadığını anlamak istiyordum.
Genentech’te ilaçların nasıl geliştirildiğini öğrenmem çok önemliydi; çünkü akademik dünyada yayını yaptığınızda araştırmanız biterken, orada devamlılık gösteren süreçler vardı. San Francisco gibi belki de dünyanın en açık görüşlü insanlarının olduğu yerde çalışmak da önemliydi. Zaten insanların yarısı Apple, Facebook, Google gibi şirketlerde çalışıyordu; diğer yarısı da şirket kurmuştu. Herkesin kendine güveni yüksekti.
ABD sonrasında nasıl ilerlediniz?
2009’da başladığım Genentech’ten 2014’te ayrıldım. Aile durumundan Almanya’ya döndüm. Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) akademik kadrosuna katıldım. Çok iyi bir araştırma ekibi seçtim. Bir yıl içinde Nature Methods’da yayın yaptık. Laboratuvarını yeni kuran bir hocanın ilk yılda Nature Methods gibi prestijli bir dergide yayın çıkarması neredeyse imkânsızdır, özellikle moleküler biyolojide. Biz bunu başarabildik. Araştırmamızda ilk defa bir fareyi tamamen şeffaf hâle getirebildik ve kanser, sinir sisteminde yenilenmeler, obezite, sigaranın vücuttaki etkileri gibi başlıkları bu teknolojinin etrafında çalıştık.
New York Times birinci sayfasına, Business Insider ve Wall Street Journal’a çıktık.
Kısa sürede birkaç yayın daha yapınca Helmholtz Zentrum München’den direktörlük teklifi aldım. Böyle bir enstitüde yardımcı doçentlikten profesörlüğe yükselmek, hatta profesörlüğün bile üzerinde denebilecek direktörlüğe başlamak, bir anda bayağı basamak atlattı bana.
Helmholtz’daki araştırmalarınız hangi çerçevede gelişiyor?
Helmholtz’daki grubumuzda 20 ülkeden 33 araştırmacı var. Ekibin yarısı biyolog, kalanın üçte biri yapay zekâ, bilgisayar mühendisliği, diğerleri de kimya, makine mühendisliği, fizik gibi alanlarda çalışıyor. Tek hücreli RNA dizileme, proteomik gibi disiplinlerarası, konulara bütünsel bakabileceğimiz projeler üzerinde çalışıyoruz. Genetik yapıya tek tek bakmak yerine artık 30 – 40 bin gene, proteine bir arada bakabilmek çok daha önemli. Hangi genetik genlerin etkili olduğunu anlayıp onlara yoğunlaşabiliyoruz. Nature Methods’da yaptığımız yayın U-Disco projesiydi. 2018’deki V-Disco’da ise 100 kat daha kaliteli görüntüler elde ettik. Bizim bütün projelerin temelinde bu yatıyor. 2019’daki yapay zekâ tabanlı DeepMACT projemiz de öyleydi.
Yapay zekânın bilimsel çalışmalarınızdaki yeri nedir?
2009’daki projede transparan farede kanser metastazına ilk kez hücre seviyesinde bakabilecek bir teknoloji geliştirmiştik. Hem tek tek kanser metastazını hem de verilen ilacın kanserleri yakalayıp yakalayamadığını görebiliyorduk. DeepMACT’te ise yapay zekâyı müthiş kullandık. Görüntülemede o farenin ayak tırnağından saçına kadar her şeyini çok iyi ve çok hızlı analiz edecek yapay zekâyı geliştirdik.
Yapay zekâya 2015 ya da 2016 civarında girmiştim. O dönemlerde işin uzmanı değildim, öğrenci bulmam zordu. Ben de Technische Universität München’den bir bilgisayar mühendisliği hocasıyla beraber çalıştım ve DeepMACT’i ortaya çıkardık. Biyolojide yapay zekâ kullanmamız ve üstüne üstlük bunu Cell’de yayımlamamız büyük bir işti, literatürde ilklerden biriydi.
Bir süre sonra derin öğrenme ve DeepMACT örneğini kullanarak bütün damarları analiz eden bir yöntemi ve insan organlarını hücre seviyesinde şeffaflaştırıp tarayabildiğimiz Chanel metodunu geliştirdik. Chanel’in bir kısmında da yapay zekâyla bu hücreleri analiz edecek kodlar ürettik. Şeffaflığı
hem fare üzerinde hem insan organları üzerinde uygulayıp bütün sistem haritalarını çıkartmayı ve bilgisayar kodlarını kullanarak bunun simülasyonunu elde etmeyi hedefledik. Google Earth gibi düşünün, sokak fotoğrafları çekilip bir araya konduktan sonra artık tek tek bakmanıza gerek yok. Bahsettiğim sistem sayesinde biyolojiyi simüle etmek, yani bir hastalık nasıl gelişir, kanser metastazı nasıl olur, dokular nasıl zedelenir ya da zedelenmez, ilaçlar vücutta nasıl çalışır gibi sorulara odaklanma şansımız olacak.
Yapay zekâ, şu an bizim için belki de en kritik teknoloji. Mikroskobi görüntülerimiz tabii ki değerli; ama asıl hedefimiz artık araştırmalarda hayvan kullanımından kurtulmak. Fareler genetikleri %90 insana benzediği için sıkça kullanılıyor; fakat farede çalışan birçok ilaç insanda çalışmıyor. Transgenik bir fare istiyorsanız veya başka deney yapacaksanız hepsi zaman alıyor ve çok pahalı oluyor. Avrupa’da kurallar da sıkılaşıyor. Neredeyse kullandığınız her farenin her detayını yazmanızı istiyorlar. Tamamlanması imkânsıza yaklaşan denetlemeler bizi yavaşlatıyor. Tüm bunlardan kurtulmak için yapay zekâyı kullanarak biyolojiyi simüle etmeli, hastalıkları böyle anlayıp tedavi geliştirmeliyiz. Farelerin haritalarını çıkartıp simülasyonları geliştireceğiz, biyolojik araştırmaları ve hastalıklara çare bulmayı hayvan kullanmadan yapacağız, amaç bu.
Nörobiyolojiden kanser araştırmalarına yönelmenizin temelinde ne var?
Doktora ve sonrasında nörobiyoloji çalıştım. Kansere geçmemin sebebi, bütün fareyi şeffaflaştırdığımızda, bunun nörobiyoloji dışındaki birçok başka alana da etkisi olabileceğini düşünmemizdi. Düşünceyi dünyaya açmaya karar verdiğimizde ilk akla gelen kanserdi; çünkü MR ve PET gibi yöntemlerle küçük kanser metastazları görülemiyor. Bunu aşabileceğimizi düşündük ve direkt kansere geçtik.
Bugün kendimize özgü, kimsede olmayan bir metodumuz var. Uzayın en derinlerine bakabileceğiniz bir mikroskoba sahip olduğumuzu düşünün. Bir yere baktık ve diyelim ki bir galaksinin detaylarını çıkarttık. Şimdi duracak mıyız? Durmayacağız ve diğer galaksilere bakacağız! O yüzden
diğer hastalıklara da bakıyoruz: obezite, enfeksiyonlar, parazitler… Vücudu ve bağışıklığı etkileyen her şeye tek tek bakmaya gayret gösteriyoruz. Teknolojimizin en kısa sürede en büyük etkiyi yaratabileceği alanlara girmeye çalışıyoruz.
Günümüzde kanserle mücadelede başarı oranı nedir?
Kanserde ilaç başarı oranı bugün %5 civarında. Bizim hedefimiz bunu çok daha yükseltmek; 3-4 katına, %20’lere çıkartmak. Genelde sadece büyük kanserler görüntülenebiliyor; görüntülenemeyen küçük kanserler ise öldürücü olabiliyor. Biz de küçük kanserleri görüp tedavi geliştirebileceğimiz teknolojiye yoğunlaştık.
Sadece görüntülemeyle olmuyor tabii. Görüntülemeden sonra o kanseri kanser yapan genleri, proteinleri anlayıp onlara karşı silah geliştirmemiz gerekiyor. Bunu yapabilmek için 2023’ün başlarında DiscoMS çalışmamızı tamamladık. O da Cell’e kapak oldu. Gerçek insan eli gibi bir robot geliştirdik. O robot şeffaf dokunun içine giriyor, oradan küçük bir parça alıyor ve parçayı moleküler analize getiriyor. Görüntüden direkt moleküllere girmeye başlamamız çok büyük bir gelişme. Bir gökdelende küçük küçük yangınlar çıktığını görebildiğinizi, ama çözemediğinizi aklınıza getirin. Bizim görüntülememiz böyleydi. Peki çözüm ne? Oraya bir yangın uzmanı yollamak, etrafa bakmak, materyallere bakmak, kağıt mı, plastik mi, sigara mı, elektrik kaçağı mı…. Bunu anladıktan sonra formülü bulup tedavi edebiliyorsunuz. Önceden sadece görüntüleyebiliyorduk; şimdi uzmanlarımızı yollayıp materyallerin ayrıntılarına inebiliyoruz. Binlerce proteinin yapısına bakıp, kanser hücrelerin neden kanserli olduğunu anlayıp onları tedavi edebilecek yeni yöntemler geliştiriyoruz. Böylece ilaç başarısını arttırabileceğimize inanıyoruz.
Araştırmacılığın size en çok heyecan veren yanlarını anlatır mısınız?
Araştırmacılıkta en heyecan verici nokta, değişik bilimsel bilgilere ilk defa ulaşabiliyor olmamız, daha önce hiç düşünülmemiş şeyleri görebilmemiz; mesela çıkarttığımız haritada insan organı detaylarını görmek veya fare vücudunda kanseri hücre seviyesinde görüp binlerce kanserin olduğunu fark edebilmek… Bunlar heyecan veren, harika ilerlemeler. Sanki birdenbire değişik bir boyuta geçeceğiniz bir kapı açılmış ve o kapının anahtarı sizde. Bunun kaynağında yenilikçilik var. Yeni bir şey olduğu zaman dopamin salgılar insan beyni. Biz yeniliklerde tatmin duyuyoruz. Farklı projeler, farklı insanlar, farklı işbirlikleri dopamin seviyesini devamlı yüksek tutuyor, bağımlılık bile yapıyor! Bundandır ki çoğu araştırmacı çok daha fazla kazanacakları şirketlere gitmiyor, akademik dünyada kalmayı tercih ediyor.
Organlarla ilgili araştırmalarınız da basına yansımıştı. Kadavradan organ nakli tarihe mi karışıyor?
Çalıştığımız bir diğer önemli konu da insan haritalarını çıkartıp bunları 3 boyutlu yazıcılardan basmak ve tüm insan organlarını üretebilmek. Şu an organ haritalarını çıkartıyoruz. Biyolojik yazıcılarda hücre seviyesinde çok detaylı doku basacak teknoloji maalesef yok. Bunu geliştirmeye çalışan yüzlerce, binlerce laboratuvar ve şirket varken, onların yapamadığını bizim hemen yapmamız zor. Biraz bekleyeceğiz. Yine de bir mimar gibi elimizde haritamız var. Betonu, camı yapabilecek, gökdeleni inşa edebilecek teknoloji piyasaya çıkınca biz de mimar olarak haritamızla gelip o organları oluşturacağız.
Organ nakli başlıca hedeflerimizden biri. Biyolojik yazıcılarla insan organı üretebilmenin şartı hücre seviyesinde haritalar olması ve bu bizim elimizde. Dünyada hücre seviyesinde insan organlarının haritasını çıkartabilen tek bilimsel araştırma grubuyuz. 3 boyutlu biyolojik yazıcıların hücre seviyesinde insan organı basabilecek seviyede olmadığını söylemiştim. Bu teknoloji ilerlediğinde insan organları üretmek için doğru zaman oluşmuş olacak; ama şu an olanaksız. İnsan böbreğinde 200 milyar hücre var. Mevcut teknolojideki bir yazıcı 100 bin basabiliyor ise insan organı yapabilmeye 10 milyon yazıcı lazım.
Bilimsel çalışmalarınız hangi ödüllere değer görüldü?
Farklı kurumlardan araştırma desteği ve ödüller aldım. Bunların arasında Avrupa Birliği’nin en prestiji fonlarından ERC – CoG var. Nomis Foundation’dan da insan kalbinin haritasını çıkartmak yüklü bir destek aldık. Profil olarak baktığımızda New York Times olsun, BBC olsun, saygın basın organlarında beni ve çalışmalarımızı anlatan içerikler çıktı. Focus dergisi tarafından Almanya’ya yerleşip bilimi değiştiren 7 bilim adamı arasında gösterildim.
Geleceğe dair planlarınızı öğrenebilir miyiz?
Bu zamana kadar akademik dünya benim açımdan gayet iyi gitti. Hedefim, hayatımızı zora sokan sağlık problemlerine çözümler bulmak. Bunu en iyi şekilde yapabilmek için bir biyoteknoloji şirketi kurdum. Akademik olarak ilaç geliştirmek imkânsıza yakın. Bahsettiğim yapay zekâ teknolojilerini biyoteknolojide kullanmak ve Alzheimer ile bazı kanserlere ilaç üretmek istiyorum. Ortak olabilecek yatırımcılarla beraber çalışıp, hızlı bir şekilde şirketimi büyütüp birçok hastalığa çare bulacak ve ilaç geliştirebilecek bir konuma erişmek istiyorum. Yatırımcılardan gelen bir ilgi de var.
Benimki aslında direkt biyoteknolojinin ötesinde, yapay zekânın da içinde olduğu bir şirket. İlaç araştırma-geliştirmesi klasik yöntemlerle 10-15 yıl sürüyor, 2-3 milyar dolar alıyor; çünkü elimizdeki görüntüleme veya molekülleri çalışma teknolojileri yeterli değil. Biz bunların birçoğunu çözdük ve dünyada belki çok önemli bir pozisyona geldik. Elimizdeki değerli verilerle yeni yapay zekâlar geliştirip birçok hastalığa ilaç yetiştirebileceğimizi düşünüyor, değişik alanlardaki hastalıkları devamlı takip ediyoruz.
Böylesine yoğun çalışmalar arasında kendinize vakit ayırabiliyor musunuz?
Fotoğrafçılığa ilgim devam ediyor. İkisi Münih’te, biri San Francisco’da, toplam üç kişisel sergi açtım. Çok büyük boyutta, belki 3-4 metrelik fotoğraflar sergilemek için araştırmalar yapıyorum. Fotoğraf çekerken kanyonlarda, şehirlerde dolaşmak, gece gökyüzünde sadece karanlığa, samanyolu galaksisine bakmak çok rahatlatıcı. Sanatta devamlı yeni açılar keşfetmenin peşinde olmak da bilimsel motivasyonumla benzeşiyor. Fotoğrafçılıktaki görsellik hoşuma gidiyor. Bilimde de görsel teknolojiler üzerinde çalıştığım için iki uğraş birbirini destekliyor.
Kendimi nasıl geliştirdiğimi soruyorlar. İnsan kendine bakarsa, değişik alanlarda kitap okursa, vücudunu ve kafasını sağlıklı tutarsa önü açılıyor. Kitaplar benim önceliğim. Yılda ortalama 65 kitap dinliyorum. Haftada dört ya da beş kez spor yapıyorum. Beynimi sağlıklı tutmak istiyor ve meditasyondan vazgeçmiyorum.
Ayrıca biyografi türünde bir kitap yazmaya çalışıyorum. Dosyanın %70’i bitti. Bazı şeyler ulaşılmaz görünse de kendimize güvenirsek, büyüme zihniyetini yakalarsak düşünemeyeceğimiz işleri başarabiliriz. Kitapta vermek istediğim mesaj bu. Ben de zorluklardan geçtim. Etrafımdakiler başaramayacağımı düşündü. İlk başlarda gerideydim. Mücadeleyi bırakmayarak, bana yol gösterecek mentörler bularak, vizyonu yakalayarak ve konsantrasyonu yitirmeden çalışarak bir yerlere gelebildim; bunu herkes yapabilir.
Genç bilim insanlarına önerilerde bulunmak ister misiniz?
Genç bilim insanlarına tavsiyem biraz hırslı olmaları, kişisel hedeflerini yüksek tutmaları, o hedefe gidebilecek yolları araştırmaları. Çağımızda fırsatlar gerçekten çoğaldı. Yapay zekâ ve değişik teknolojileri öğrenmek, farkı hızla kapatıp çok iyi yerlere ulaşmanıza vesile olabilir. Önümüzdeki birkaç sene içinde dünyayı değiştirebilecek teknolojilere, bilgilere ulaşmaya çalışın. Dünyada büyük işler yapabilmek için çok iyi üniversitelere gitmek veya yurt dışında okumak önceden prestijliydi; hâlen öyle, ama şimdi bilgiye ulaşmak da çok kolay. Türkiye’nin en ücra köşelerinde bile internetten yapay zekâ eğitimi alıp yeni şeyler geliştirmek mümkün.
Her şeyi biliyorum, başardım diye düşünmeyin hiçbir zaman. Böyle olduğunda yaptığınız işten aldığınız zevk gider. Gerçekten yapabileceğiniz şeyleri de artık yapamayacak duruma gelirsiniz. Bilkent Üniversitesi’ndeki başarılı insanları ve onlarla aramdaki farkı görmem, oradaki çok yüksek seviyedeki hocaları, fakültedeki bilim insanlarını tanımamdır benim vizyonumu açan. Orada birçok zeki ve başarılı insanla bir arada bulunmak, seviyemi sorgulamam gerektiğini, çok hızlı bir şekilde ilerlemem gerektiğini hissettirmiştir. Bu nedenle Bilkent bir dönüm noktasıdır benim için.