Bir Türk Fizikçinin Yıldızlaşan Anı: Furkan Öztürk ve Biyolojik Homokiralite

Bilim, sınırları zorlayan ve insanlığın anlayışını derinleştiren keşiflerle doludur. Ancak bazen, öyle bir çalışma yapılır ki, bu sadece bilimin değil, aynı zamanda bir milletin gurur kaynağı olur. Türk fizikçi  Furkan Öztürk’ün Harvard Üniversitesi’nde gerçekleştirdiği ve prestijli bir ödüle layık görülen araştırması, işte bu türden bir başarı öyküsüdür.

Furkan Öztürk, Bilkent Üniversitesi Fizik Bölümü’nden mezun olduktan sonra, evrenin en temel sorularından birine cevap aramak için dünyanın en saygın eğitim kurumlarından birine, Harvard’a katıldı. Burada, yaşamın kökenine ışık tutan ve biyolojik homokiralitenin sırlarını çözmeye yönelik çığır açan bir çalışmaya imza attı. Bu çalışma, sadece bilimsel bir ilerleme değil, aynı zamanda Türk fizik biliminin uluslararası alandaki prestijini artıran bir başarı.

O halde hiç uzatmadan bu çalışmanın detaylarına beraber bakalım; 

Yaşamın Kökeni Ve Biyolojik Homokiralite

Yaşamın Kökeni ve Biyolojik Homokiralite, evrenin en derin sırlarından ikisidir; Furkan Öztürk’ün çığır açan araştırmasının anlamını tam olarak kavrayabilmek için, bu iki temel kavramın doğasını ve önemini ilk önce anlamak gerekir.

Yaşamın Kökeni ; Canlı organizmaların ilk nasıl ortaya çıktığını ve inorganik maddelerden organik yaşamın nasıl evrimleştiğini inceleyen bilimsel bir araştırma alanıdır. Bu, Dünya’daki ilk canlı formlarının nasıl ve ne zaman oluştuğunu anlamaya çalışır ve kimyasal evrimden biyolojik evrime geçiş sürecini kapsar.

Biyolojik Homokiralite; Biyolojik moleküllerin (DNA, RNA, proteinler gibi) neredeyse tamamen tek bir kiral formda (yani, ya sadece sol el ya da sadece sağ el şeklinde) bulunması durumudur. Kiralite, bir nesnenin ayna görüntüsü ile üst üste getirilememesi durumunda söz konusudur. Örneğin, insanların sol ve sağ elleri aynadaki görüntüleridir ancak birbirlerinin aynı değildirler, bu yüzden kiral nesnelerdir. Biyolojik sistemlerde, amino asitlerin 19’u sol el (L-kiral) ve şekerler sağ el (D-kiral) şeklindedir. Bu homokiralite, canlı organizmaların kimyasal reaksiyonları nasıl katalize ettiği ve bu moleküllerin nasıl büyük ve karmaşık yapılar oluşturduğu üzerinde önemli etkilere sahiptir.(sadece bir kiral formda bulunma fenomeni)

Yapılan Çalışma

Biyolojik homokiralitenin kökenini anlamak için kiraliteye bağlı spin seçiciliği (CISS) etkisini temel alıyor. Bu etki, moleküler kiralite ile elektron spininin güçlü bir ilişkisi olduğunu gösteren bir fenomendir ve bu ilişki, moleküllerin ayna-simetrik çiftleri olan enantiomerlerin kimyasal davranışlarını etkileyebilir.

Öztürk’ün hipotezi, UV ışınlarının magnetit yataklarına etkisiyle hidratlanmış spin-polarize elektronların oluşabileceği ve bu elektronların, reaksiyon kinetiğini enantioseçici bir şekilde değiştirebilecek güçlü indirgeyici ajanlar olarak hareket edebileceğidir. Bu elektronlar, farklı izomerler için indirgeme reaksiyonlarında enerji farklılıklarına dayalı bir kiral baskı oluşturabilir.

Araştırmanın önemli bir parçası, CISS etkisinin, moleküler kiralite ve elektron spin arasındaki güçlü bağlantıyı oda sıcaklığında kurduğu ve bu bağlantının, prebiyotik Dünya’da enantioseçici sentezi tetikleyebileceği ve böylece yaşamın yapı taşlarının homokiral montajını kolaylaştırabileceği fikridir.

Bu teorik çerçeve, yaşamın kökenine dair büyük bir bilmeceyi çözmeye yönelik önemli bir adımı temsil ediyor ve biyolojik homokiralitenin kökenini anlamak için yeni bir yol sunuyor.

Çalışmanın Deneysel Testi

Furkan Öztürk’ün araştırmasında öne sürülen teori, deneysel olarak birkaç farklı yöntemle test edildi. Araştırma, özellikle enantioenriched crystals of ribose-aminooxazoline, yani RNA’nın bir öncülü olan riboz-aminooksazolinin enantiyomer zenginleştirilmiş kristallerinin, magnetit yüzeyinde nasıl oluştuğunu incelemiştir.Bu kristallerin oluşumu, homokiralitenin prebiyotik koşullarda nasıl meydana gelebileceğine dair önemli ipuçları sunmakta.

Öztürk ve ekibi, magnetit yüzeylerini kirallık unsurları olarak kullanarak, RNA sentezinin merkezinde yer alan organik bir molekülün kiral simetrisini kırmayı başardı. Bu süreçte, chirality-induced magnetization yani kiralite kaynaklı mıknatıslanma gözlemlenmiş, bu da magnetit yüzeyinin RNA öncülü molekülünün kiral simetrisini kırma yeteneğini göstermiştir.

Ayrıca, kiraliteye bağlı spin seçiciliği (CISS) etkisinin, elektron spinini moleküler kiralite ile güçlü bir şekilde ilişkilendiren bir fenomen olduğu ve bu etkinin, prebiyotik Dünya’da enantioseçici sentezi tetikleyebileceği ve böylece yaşamın yapı taşlarının homokiral montajını kolaylaştırabileceği deneysel olarakta gözlemlendi.

Öztürk,bu çalışması ile Harvard tarafından çok az kişiye verilen Gertrude ve Maurice Goldhaber kazandı. Bu ödül, Furkan Öztürk’ün bilim dünyasına katkılarının sadece bir nişanesi olup, onun keşifleri, Türk fizik biliminin sınırlarını genişletmekte ve evrenin en eski sırlarından birini aydınlatmakta olan eşsiz bir yolculuğun başlangıcı olacağından hiç şüphem yok. 🙂

Çalışma hakkında daha detaylı araştırma ve okuma yapmak isteyen arkadaşlar kaynakça kısmında verdiğim yerlere bakabilirler.

 

KAYNAKÇA 

1. sukrufurkanozturk.owlstown.net/projects

2. arxiv.org/pdf/2203.16011

3. scholar.google.com/citations?user=sX6yHwIAAAAJ

4. www.cfa.harvard.edu/people/s-furkan-ozturk

5. sasselov.cfa.harvard.edu/people/furkan-ozturk

6. sukrufurkanozturk.owlstown.net/publications

7. wikipedia.org/wiki/Homochirality

8. www.youtube.com/live/McrsUf2DFCo?si=p2_R3uEQoc8GlboJ