Boğaziçi Üniversitesi Kimya Mühendisliği lisans, yüksek lisans ve doktora programlarını üstün başarıyla tamamlamasının sonrasında, doktora sonrası çalışmalar için Amerika'yı tercih eden bir bilim adamı Mete Altıntaş

Boğaziçi Üniversitesi Kimya Mühendisliği lisans, yüksek lisans ve doktora programlarını üstün başarıyla tamamlamasının sonrasında, doktora sonrası çalışmalar için Amerika'yı tercih eden bir bilim adamı Mete Altıntaş. Colorado Üniversitesi'nde alternatif-yenilenebilir enerji kaynakları üzerine yürütmüş olduğu çalışmalar sonrasında bu sefer Harvard Üniversitesi Tıp Fakültesi'ne kabul edildi ve bu haliyle bölüm dahilindeki yegane mühendis kökenli araştırma görevlisi olma özelliğine sahip oldu. Çalışmalarını ekoloji ve insan sağlığı gibi iki hayati önem arz eden konuya yoğunlaştıran Altıntaş, röportajın sonunda dünyanın bir numaralı üniversitesi olan Harvard hakkında da önemli bilgiler paylaştı. Merhaba Sayın Altıntaş. Boğaziçi Üniversitesi Kimya Mühendisliği Bölümü'ndeki doktora programınızı tamamladıktan sonra soluğu Colorado Üniversitesi'nde aldınız. Bize biraz bu süreçten bahseder misiniz? Boğaziçi Üniversitesi Kimya Mühendisliği bölümünden lisans ve yüksek lisans derecelerimi sırasıyla 1994 ve 1996 yıllarında aldıktan sonra 'farklı biyoreaktör işletim parametreleri ve genetik mühendisliği teknikleri kullanarak maya hücrelerinin etanol üretimlerinin artırılması' üzerine doktora çalışmama başladım. Beş sene süren ve Boğaziçi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tez Ödülü'ne layık görülen bu çalışmamın ardından, doktora sonrası araştırmalarımı yapmak amacı ile Amerika'daki bazı üniversitelere başvuruda bulundum. Ana kampüsü Colorado eyaletinin Boulder şehrinde bulunan Colorado Üniversitesi'nin Kimya Mühendisliği Bölümü'nden olumlu cevap aldım ve Boğaziçi Üniversitesi'ndeki değerli hocalarıma da danıştıktan sonra bu teklifi değerlendirdim. Amerika'ya geldikten sonra Colorado Üniversitesi'nde ne gibi bilimsel araştırmalarda bulundunuz? Boğaziçi Üniversitesi'ndeki doktora çalışmamda genetik yapısı değiştirilmiş maya hücreleri kullanmış ve buğday, arpa, yulaf, mısır, çavdar gibi karbonhidrat bakımından zengin olan tahılların yapıtaşı olan 'nişasta'nın bu maya hücreleri tarafından fermente edilmesi (biyoreaktörlerde mayalanması) üzerine çalışmıştım. Özünde nişastayı fermente edebilecek enzimlere sahip olmayan bu maya hücrelerinin genetik yapıları (bu işlem için ihtiyaç duydukları enzimlerin DNA kodlarının başka bir mikroorganizmadan alınıp, bir aracı vektör yardımı ile kendi DNA'larına yerleştirilmesi esasına dayanan) rekombinant DNA teknolojisi ile değiştirilmişti. Böylece, bu hücrelerin fermente edebildikleri (şeker ihtiva eden ve şekere dönüştürülebilen) biyokütlelerin listesine doğada bolca bulunan bir karbonhidrat olan nişasta da eklenmiş oluyordu. Bu işlemin son ürünü olan etanol (etil alkol) ise o yıllardan itibaren kömür, petrol ve doğalgaz gibi fosil yakıtlara alternatif olabilecek bir 'biyoyakıt' olarak artan bir ilgiye ve kullanım alanına sahipti. Nitekim, Colorado Üniversitesi'nde görev aldığım projede de bu kez genetik yapısı değiştirilmiş bakteri hücreleri kullanarak bu hücrelerin 'odun şekeri' olarak bilinen ve yine doğada (saman, kuru ot, kepek, yulaf kavusu ve mı¬sır koçan¬ında) bolca bulunan 'ksiloz'dan etanol üretimlerinin artırılması üzerine çalıştım. Yaklaşık iki sene görev aldığım bu proje, merkezi Colorado eyaletinin Golden şehrinde bulunan Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuarı'nın (NREL) Yakıt ve Kimyasal Araştırmaları Biyoteknoloji Merkezi'ndeki araştırmacıları ile ortak yürüttüğümüz bir proje idi ve deneysel çalışmalarımı NREL bünyesindeki laboratuarlarda gerçekleştirdim. NREL'de birlikte çalıştığımız grup, proje süresince kullandığımız bakterilerin genetik yapılarının değiştirilmesini konu alan çalışmalarını 1995 yılında dünyanın en saygın bilim dergilerinden biri olan Science dergisinde yayınlanmışlar ve bu çalışma ve bu çalışmanın üzerine inşa ettikleri projeler ve yayınlar ile dünya çapında isimlerini duyurmuşlardı. Benim dahil olduğum projeyi ise, bu bakterinin gen yapısına dahil edilen enzimlerin aktivitelerinin hücre metabolizmasına ve etanol üretimine etkilerini yayınlayarak neticelendirdik. Günümüzde artan talep ve azalan kaynaklar (ya da en azından arzı talep nispetinde artmayan) neticesinde petrolün maliyeti giderek artmakta. Bu durum da alternatif enerji kaynakların önemini arttırmakta. Siz de bilimadamı kimliğinizle bu kaynakların geliştirilmesinde bir dizi görevde yer almış biri olarak, alternatif enerji kaynaklarını şu an ve gelecekte ne konumda görüyorsunuz? Özellikle ülkemizde yapımı düşünülen Nükleer Enerji santraline karşılık olarak güneş, rüzgar ve sudan yararlanmamız gerekliliğini öne süren önemli bir kesim var. Bu tür doğal kaynaklardan elde edilecek olan verim nükleer enerjiye kıyasla hangi noktada olur? Ulaşımda, ısınmada ve sanayide kullanılan fosil yakıtların tümü başta karbondioksit olmak üzere sera gazı üretiyorlar. Atmosferde yoğunlaşan bu gazlar küresel ısınmanın ve mevsim değişikliklerinin en önemli nedenleri arasında yeralıyorlar. Bu iki ekolojik değişimin kasırga, sıcak hava dalgaları, deniz seviyelerinin yükselmesi gibi doğal felaketler ile açlık ve susuzluk gibi sosyal problemleri beraberinde getirecek olmalarını tahmin etmek hiç zor değil. Birleşmiş Milletler Dünya Meteoroloji Örgütü'nün 2006 yılında yayınladığı rapora göre, atmosfere yayılan sera gazlarının azaltılmaya başlanmasına yönelik tedbirler hemen alınsa bile, bunun olumlu etkileri ancak 50-100 yıl sonra hissedilebilecek. Yani, olayın bir de acil önlem gerektiren zaman boyutu var. Bu bağlamda yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı büyük önem taşıyor. Benim uzmanlaştığım konuda atılan adımlar, bitkisel ürünlerin (biyokütlelerin) yapılarında bulunan şekerlerin mikroorganizmalar tarafından fermentasyonu ve ortaya çıkan etanolün biyoyakıt olarak kullanılması ile başladı ve devam ediyor. Benzinden farklı olarak, etanolün yapısında oksijen de bulunuyor ve bu etanolün daha temiz yanmasını sağlıyor. Bir başka ifade ile, doğaya daha az karbondioksit verilmiş oluyor ve bu karbondioksit miktarı, doğal ortamlarından alınan bitkilerin yerlerine ekilenlerin ihtiyaç duyacağından daha fazla olmuyor. Bu teknoloji ile üretilen etanole 'yenilenebilir' veya 'sürdürülebilir' enerji kaynağı denmesinin altında da bu gerçek yatıyor. Etanolde nitrojen ve kükürt de bulunmadığından, etanolün biyoyakıt olarak kullanılması, zehirli nitrojen oksit ve kükürt dioksit emisyonları ve bunlara bağlı gelişen asit yağmurlarına yolaçmıyor. Etanol (akışkanlık problemi, güç düşüşü ve soğuk havalarda çalışma zorluğu gibi) bazı teknik nedenlerden dolayı halihazırda benzin ile karıştırılarak kullanılıyor. A.B.D.'de kullanılan etanol yüzdesinin en fazla olduğu etanol-benzin karışımı E85 olarak bilinen ve %85 etanol ile %15 benzin içeren karışım. Bu karışım ancak yakıt sistemi E85 için değiştirilmiş araçlarda kullanılabiliyor. Bu mekanik değişim, yakıt sistemindeki magnezyum, alüminyum ve plastik parçaların alınıp, yerlerine -paslandırıcı özelliği bulunan etanol ile uyumlu olabilmesi için- paslanmaz çelik kullanılmasından ibaret oluyor. E85 biyoyakıtının çevreye sağladığı olumlu katkılarının yanısıra, üretimi de benzinden daha ucuza mal oluyor: Amerika Enerji Bakanlığı'nın (DOE) verilerine göre, etanolde enerji üretimi, enerji girdisinin 1.3 katı iken, benzinde bu oran 0.8 civarında kalıyor. Diğer taraftan, E85, benzin kadar verimli bir yakıt değil, aynı miktarda E85 ve sadece benzin ile doldurulan iki araçtan benzin ile doldurulanı aynı mesafeyi %27 daha az benzin kullanarak katedebiliyor. Bu sebeple, her gelir seviyesinden tüketicinin E85 biyoyakıtını tercih etmesi için E85'in birim fiyatının benzinin birim fiyatının en fazla %73'ü civarında seyretmesi gerekiyor. Nitekim, E85 fiyatları günümüzde bu cazip seviyelere inmiş durumda. Yeri gelmişken, bitkisel ve hayvansal yağların işlenmesiyle elde edilen 'biyodizel'lerin de karbondioksit emisyonlarını önemli ölçüde düşürdüklerini ve zehirli katkı maddesi içermedikleri için aynı amaca hizmet ettiklerini söylemek isterim. Tarım ürünlerinin çokça yetiştirildiği A. B. D. ve Brezilya gibi ülkelerin öncülük ettiği biyoyakıt tüketimini, Türkiye'de de özendirmek ve yaygın hale getirmek zor değil. Zira bir tarım ülkesi olan ülkemizde hammadde sıkıntısı çekilmeyeceği gibi, bu teknolojiyi uygulayacak ve üretime geçirecek işgücünün mevcut olduğunu da rahatlıkla söyleyebilirim. Biyoyakıtların yanısıra su, rüzgar, güneş, jeotermal, hidrojen ve dalga enerjileri de çevre ile uyumlu enerji kaynakları. Türkiye'nin su, rüzgar ve jeotermal enerji haritalarının çıkarıldığını biliyoruz, yani bu teknolojilerin uygulamaya geçirilmesi için ilk adımlar atıldı. Güneş enerjisi ise yılın büyük bir bölümünde ülkemizin büyük bir kesiminde kullanılabilir. Günümüzde pahalı bir yatırım gerektiren hidrojen enerjisinin yaygın kullanılabilmesi ise bu alandaki teknolojik ilerlemeler ile doğru orantılı olacak. Okyanusların yüzeyleri ve derinlikleri arasındaki sıcaklık farkından faydalanarak elektrik üretmek ise geleceğin planları arasında yeralıyor. Yine okyanuslara kıyısı olan ülkelerin daha çok faydalanabileceği bir enerji türü de kıyıya vuran dalgalardan ve gel-git olaylarının sebep olduğu hareketlilikten kaynaklanan enerjinin kullanımı esasına dayanan dalga enerjisi. Böylesi farklı kaynaklar ile karşımıza çıkan, kullanılmayı bekleyen ve kullanılmadığı için heba olan yenilenebilir enerji kaynakları varken nükleer enerji santrallerinin Türkiye'nin gündeminde olması kabul edilir bir durum değil. Nükleer enerji santralleri gerek yatırım, gerekse işletim aşamasında beraberinde çok büyük masraflar getiriyor. Bu santrallerin kurulması yaklaşık 10 sene sürüyor ve üretime geçildikten sonra elektrik ile beraber radyoaktif atıklar da üretiliyor. Bu atıkların az bir miktarı kontrollü olarak doğaya salınırken, büyük oranda atık madde yüzlerce yıl depolanmak üzere -son derece güvenli inşa edilmesi gereken- atık tanklarında bekletiliyor. Bu sebeple nükleer santraller planlanırken risk faktörü de hesaba katılmalı, zira yakın geçmişimizde de bir Çernobil örneği var ve yaşanan nükleer santral kazasının olumsuz etkilerinin İngiltere'de bile hissedildiğini biliyoruz. Birçok gelişmiş ülkenin (ki İsveç, Almanya, Belçika ve İspanya'yı en taze örnekler olarak sayabiliriz) son yıllarda nükleer santral açmadığını ve mevcut santrallerini birer birer kapadığını düşünürsek, bu teknolojinin çağın ihtiyacına cevap vermekten uzak kaldığını görebiliriz. Ben doktora tez sunuşumu - sahip olduğumuz enerji kaynaklarımızla kendimize yetebileceğimiz ve dış kaynaklı petrole bağımlılıktan kurtulabileceğimiz mesajını vermek üzere- 'No more OPEC, foreign oil - Ethanol is on Turkish soil' dizeleri ile noktalamıştım. Birgün bu dileğimin gerçekleştiğini görebilirsem, her Türk vatandaşı gibi ben de çok memnun olacağım elbet. Mazinize baktığımızda çok çeşitli konular üzerinde araştırmalara yöneldiğinizi ve uzmanlaştığınızı görüyoruz. Mühendis kökenli bir akademisyen olarak Harvard Üniversitesi Tıp Fakültesi'ne geçmiş olmanız da bunun bir örneği. Önceki birikiminizi bu yeni alana kanalize etmekte zorlanmadınız mı? Ve bir de Colorado Üniversitesi'nden sonra Harvard Üniversitesi'nde gerçekleştirdiğiniz çalışma ve projelerden söz eder misiniz? Günümüzde birçok bilimsel araştırma 'interdisipliner' diye tabir edilen ve farklı konularda uzmanlaşmış bilim adamlarının birikimlerini ortak bir amaca hizmet amacı ile birleştirmeleri esasına dayanan ortak (kollektif) çalışma ile sürdürülüyor. Bu sebeple, tibbi bir çalışmada mikrobiyologlar, patologlar, histologlar görev aldığı gibi, kimya, malzeme ve elektrik temel eğitimi almış mühendisler de bu projelere önemli katkılarda bulunabiliyorlar. Nitekim, Harvard Üniversitesi Tıp Fakültesi'ne gelirken benim de amacım doktora ve sonrası çalışmalarım süresince edindiğim matematiksel modelleme, biyokimya, hücre ve enzim mühendisliği tecrübelerimi geliştirmek ve çok disiplinli projelerde yeralarak yeni tecrübeler edinmekti. Böylece hayatta önem verdiğim iki konu olan 'çevre' ve 'insan sağlığı'na hizmet etmiş olarak kariyerime devam edecektim. 2004 yılı yazında -Boston'ın iki büyük hastanesi olan Brigham and Women's (BWH) ve Massachusetts General Hastanelerinin (MGH) kurdukları ve Harvard Üniversitesi Tıp Fakültesi'nin (HMS) eğitim desteğini aldıkları- Partnerts Sağlık Teşkilatı bünyesinde ve Massachusetts General Hastanesi Nefroloji Bölümü'nde çalışmaya başladım. Geldiğim günden beri bölümümüzdeki tek mühendis kökenli araştırmacı olmama rağmen bunun zorluğunu pek yaşamadım. Kendi bilgi ve birikimimi bu alanda daha verimli uygulayabilmek için, genelde 'böbrek ve böbrek hastalıkları', özelde 'bu hastalıkların tanı ve tedavisine yönelik yaklaşımlar' üzerine temel bilgi eksikliğimi günden güne gidermeye çalışıyorum. Kaldı ki, araştırmacıların her geçen gün yeni birşey öğreniyor ve öğrenmeye çabalıyor olmaları zaten bu işin doğasında var. Buradaki çalışmalarımız, böbrek hastalıklarının en temel ve önemli göstergelerinden biri olan 'proteinüri'nin (kandaki proteinin idrar yolu ile kaybının) sebeplerini böbrek düzeyinde açıklayabilmek. Bu amaca hizmet etmek üzere, vücut kanını süzme (filtrasyon) işinden sorumlu olan böbreklerin en dışındaki korteks tabakasında yeralan ve bu süzme sisteminin (filtrasyon bariyerinin) en son halkasını oluşturan ayaksı hücreler (ki bunlara 'visseral epitel hücre' veya 'podosit' diyoruz) ile çalışıyoruz. Podositler, günde yaklaşık 180 litre kanın süzüldüğü böbreklerimizde filtrasyonun kalitesini ve miktarını kontrol ediyorlar. Podositlerin yapılarını korumaları ve görevlerini eksiksiz yapabiliyor olmaları vücudumuz için büyük önem arzediyor. Bu hücrelerin geçirgenliklerinin artması, vücut için gerekli olan proteinlerin (ve diğer büyük makromoleküllerin) de kandan idrara sızmasına, yani protein kaybına sebep oluyor. Deneysel çalışmalarımızda, sağlıklı ve hastalıklı (kalıtsal, toksik ve immunolojik nedenlerle deformasyona uğramış) podosit hücrelerini 'memeli hücre kültürü' işlemi ile uygun besi ortamlarında büyütüyor ve matematiksel modeller ile bu hücrelerin metabolik özelliklerini detayları ile ortaya çıkarıyoruz. Daha sonra, sağlıklı ve hastalıklı podosit hücrelerinin belirgin farklılıklardan yola çıkarak tedavi için hedef seçilecek hücre içi metabolik yolları veya ara ürünleri (metabolitleri) belirlemeye çalışıyoruz. Bir başka ifade ile, tanı ve tedavilere yön verebilmek üzere, podositlerdeki kalıtsal (genetik) ve yapısal (moleküler) bozuklukların sebep ve sonuçları üzerine yoğunlaşıyoruz.