Haber

Üniversitemizde Virüs-Konak Etkileşimi Üzerine Önemli Proje

Son Güncelleme Tarihi : 22.04.2020 00:00

Üniversitemizde, Kovid-19 pandemisine yönelik alınan teknik önlemlerin yanı sıra bilimsel anlamda da çalışmalar yürütülüyor. Söz konusu çalışmalardan birisi de “Virüs-Konak Etkileşimi” bağlamında gerçekleştiriliyor. Bu çalışmanın mimarı olan Üniversitemiz Mühendislik Fakültesi öğretim üyesi Dr. Öğr. Üyesi Barış Ethem Süzek ile yürüttüğü proje üzerine bir söyleşi gerçekleştirdik. Oldukça aydınlatıcı ve açıklayıcı bu röportajı sizlerle paylaşıyoruz... 

 

Virüs-konak etkileşimi biyoinformatiğine ilişkin bir projeninizin TÜBİTAK 3501 kapsamında kabul edildiğini öğrendik. Bizlere projenizden biraz söz edebilir misiniz?

 

Virüsler insan ve hayvan sağlığı üzerinde önemli etkileri olan varlıklardır. Aslında virüslerin önemini vurgulamak için çok da çaba sarf etmemiz gerekmeyen günler geçiriyoruz, nitekim tüm insanlık için oluşturabilecekleri tehlikeyi yeni tip koronavirüs (COVID-19) salgınında hepimiz gördük. Bu salgın bir yana, özellikle son yıllarda, ölümcül olan viral hastalıklardaki artış, mevcut viral hastalıkların farklı coğrafyalarda ortaya çıkması, virüslerin başka hastalıklarla ilişkilendirilmeleri (Örn. herpes virüsü ve kanser), viroterapi uygulamaları (Örn. kanser tedavisinde virüsler), viral biyoterorizm tehlikesi ve virüslerin biyoteknolojik uygulamaları nedeniyle bu gizemli varlıklara olan ilgi arttı.

Adenovirüsler geniş bir virüs grubudur.   İnsan sağlığı için önemlidir ve farklı dokularda görülebilirler. İnsanda bronşit, soğuk algınlığı ve diğer solunum yolu hastalıkları, krup, kulak enfeksiyonu, pembe göz, zatüree mide ve bağırsak enfeksiyonu, beyin ve omuriliğin şişmesi ve idrar yolu enfeksiyonlarına neden olabilirler. Özellikle bağışıklık sistemi baskılanmış (Örn. organ nakli sonucu) veya zayıf insanlar için enfeksiyonları hayati tehlike arz edebilir.  

Adenovirüslerin bilinen çeşitli konak organizmaları vardır. İnsan dahil memelilerde, kuşlarda, sürüngenlerde izole edilmiş alt türleri mevcuttur. Diğer virüslerde olduğu gibi başka konaklardan insana geçiş, insan bağışıklık sisteminin tanımadığı bir tür olduğu için özellikle tehlike arz etmektedir.

Adenovirüslerin (ve aslında birçok diğer virüsün) hücreleri enfekte etmesinde, konak organizmanın hücre dışıyla iletişimini sağlayan hücre zarında yer alan reseptör proteinleriyle ve virüsün sahip olduğu proteinler arasındaki etkileşimler kritiktir. İşte projemiz virüs-konak proteinin dizi ve yapılarından yola çıkarak, bir adenovirüsün bir hücreyi enfekte etme kapasitesini tahmin edebilen bir biyoinformatik sistemi geliştirmeye yöneliktir.  Bu sistemin konaklar arası olası geçişleri önceden tahmin etmeye yönelik uygulamaları olduğunu düşündük.  Bir yandan da özel bir konak olan insanda adenovirüslerin enfekte ettiği dokuların çeşitliliğinin altında yatan sebepleri araştıracağız. 

Aslında bu projenin bir de hikâyesi var. Benim adenovirüslere ilgim doktora yıllarına (2010'ların başı) dayanıyor. Bir süre eşimin ve benim doktora tez jürimizde yer alan ve uluslararası bir Adenovirüs uzmanı olan Prof.Dr. Don Seto’dan ilk moleküler biyoloji genetik dersimizi aldık ve kendisiyle adenovirus genomları üzerine lab rotasyonumuzu yaptık. Her ne kadar tezimizi bu konuda yapmamış olsak da mezuniyetimizden sonra Don ile ilişkimiz sürdü. Don’un moleküler biyoloji ve virüsler üzerine geniş bilgisi ve heyecanı bizi de etkiledi. Don’u 2015 yılında üniversitemiz Fen Bilimleri Enstitüsü ve BAP desteği ile eşim Dr. Tuğba Süzek’le organize ettiğimiz “The International Symposium on Health Informatics and Bioinformatics, (HIBIT)” toplantısına davet ettik. Toplantıda Don’un Adenovirusler konusunda oldukça etkileyici bir sunumu oldu. Bu sunum ışığında geçen yıllarda bu ilginç virüsler hakkındaki veri birikimini ve bilinenlerin arttığını gördüm.  Toplantı sırasında Don ile önerdiğim bu projeye yakın bir proje kurguladık. Maalesef o dönem projeyi yazma fırsatım olmadı. Daha doğrusu son dönemde çalışmalarımı ağırlıkla yeni nesil dizileme tekniklerinin uygulamaları üzerine yoğunlaştırmıştım. 2017’de ABD ziyaretim sırasında Don’la o Harvard Tıp Fakültesi’nde adenovirüslerin göz enfeksiyonlar yol açan türlerini çalışırken haberleştik. Proje bir kez daha gündeme girdi ama öneri haline gelmesi yine bir kaç yılımı aldı. 2019 yılının son gününde TÜBİTAK’a sundum.

 

Biyoinformatik alanının geleceğine ve dününe ilişkin okuyucularımızı kısaca bilgilendirebilir misiniz?

 

Biyoinformatik alanında kıdemli sayılırız. 1998 yılında eşim Dr. Tuğba Süzek’le ABD Johns Hopkins Üniversitesi Bilgisayar Bilimler bölümüne hesaplamalı biyoloji ve biyoinformatik alanında yüksek lisans eğitimi için gittik. Bu alanın yeni tanımlandığı yıllardı. Çok şanslıydık. O zamanki danışmanımız Prof.Dr. Salzberg, üniversite görevinin yansıra, ilk genom dizileme projelerinin yapıldığı kuruluşta (TIGR), ilk biyoinformatik takımlarından birini yönetiyordu.  Salzberg yüksek lisansa başladığımız birinci ayda bizi hızla birikmeye başlayan dizileme verilerinin tam ortasına kattı. Bu hızlı süreçte alandaki ilk çalışmaları gördük, yaşadık, her şeyi ilk yapan takımların parçası olma şansımız oldu.  Yüksek lisansımız sonrasında da hep bizi çok heyecanlandıran bu alanda devam ettik. 2001-2013 yılları arasında Tuğba NIH (Ulusal Sağlık Enstitüsü) bünyesinde ben Georgetown Üniversitesi bünyesinde 12 yıl boyunca büyük çaplı uluslararası biyoinformatik veritabanlarının ve iş akışlarının geliştirmesinde görev aldık. İş hayatımızda biyoinformatiğin pratik yanlarını tecrübe ederken paralel olarak doktoramızı George Mason Üniversitesi’nde Biyoinformatik üzerine yaparak moleküler biyoloji, genetik, biyokimya ve biyoistatistik teorik temellerini öğrenme fırsatımız oldu. 

Ben tarihsel gelişiminde biyoinformatik alanındaki çalışmalarda iki önemli dönem olduğunu düşünüyorum. Bunlardan ilki 2000li yılların başına kadar olan ve insan genomu öncesi dönem. Kritik moleküler biyoloji teknolojiler sadece parmakla sayılı merkezlerde vardı.  Erişebileceğimiz ve analiz edebileceğimiz veri nispeten sınırlıydı. Bu dönemde alanda temel yöntemlerin gelişmesinin ve veritabanlarının ortaya çıkışının hızlı olduğu bir dönemdi.

İkinci dönem insan genomu açıklandıktan sonraki dönemi kapsıyor ve bugüne kadar geliyor. Bu dönemde kritik teknolojiler giderek yaygınlaştı.  Bazı teknolojiler klinikte bile kullanılabilir hale geldi.  Çok fazla veri erişilebilir ve analiz edilebilir oldu.  Bu dönem verinin saklanması, işlenmesi ve anlamlandırılmasına yönelik hesaplamalı yöntemlerin geliştiği bir dönem oldu. Bir biyoinformatikte büyük veri dönemi…

Her bireye ve gerçek zamanlı olmasa da bazı hasta gruplarına, moleküler veri örüntülerine bakılarak, özel sağlık hizmetlerin önerilebildiği bir dönemdeyiz. İlerleyen dönemde, her bireye gerçek zamanlı özel sağlık hizmetlerin verilmesini sağlayacak bir konuma geleceğimizi öngörüyorum. Ve bir noktada, insan merkezli bu gelişimin, insan yasamı için kritik tarım, gıda, çevre vb. alanlarda da uygulamaları olacağını düşünüyorum. Biyoinformatik tüm bunlara olanak tanıyan ve yöntemlerin geliştirileceği alan olacak.

 

Çalışmanızın Ülkemiz sağlık alanı açısından özgün değeri nedir? 

 

Aslında çalışmamızın sağlık alanındaki etkisini ülkemize sınırlamaktan çok, uluslararası etkisi üzerine düşündük.  Bildiğimiz kadarı ile virüslerin konak geçişlerinin tahminine yönelik çalışmalar yok denecek kadar az.  Bir yandan konaklar arası gecen virüslerin keşfine yönelik ve çeşitli konak adaylarından  örneklerin toplandığı projelerin olduğunu biliyoruz (Örn. ABD’deki USAID'in Emerging. Pandemic Threats (EPT) program).   Bu projeyle elde edeceğimiz know-how’ın adenovirüsler haricindeki virüslere de uygulanabileceğini düşünüyoruz. Herhangi bir virüsün konak geçişkenliğini tahmin edebilmenin, özellikle böyle bir geçişin insan sağlığına olumsuz etkileri düşünüldüğünde, uluslararası bir sağlık etkisi olacağını düşünüyoruz. 

Ülkemiz özelinde bakınca çalışmamızın en büyük etkisi sağlık alanında önemi giderek artan virüslerin araştırmalarını destekleyecek insan gücünün yetiştirilmesi olacaktır. Şöyle ki, bir yandan da yeni nesil dizileme teknolojisinde gelişmeler sayesinde kısa nükleotid dizileri olan virüsler için hatırı sayılır moleküler veri derlenmiştir ve gelecekte de derlenebilecektir. Örneğin Aralık 2019 itibariyle kamusal veritabanlarında ~34 bin virüse ait tamamlanmış genom (bu rakam ökaryotlar için 9800’dür) için ~4 milyon tanımlı protein vardır. Tüm bunlara rağmen, derlenen verilerin değerlendirilmesinde, biyoenformatiğin virolojideki uygulamaları, diğer bir değişle virüs biyoenformatiğinin gelişimi kısıtlı kalmıştır. Ancak son yıllarda bu boşluğu doldurmak amacıyla uluslararası girişimler başlatılmıştır. Örneğin 28 ülkeden 89 kurumu bir araya getiren European virüs  Bioinformatics Center(http:// http://evbc.uni-jena.de/) , Viral Bioinformatic Research Centre (https://4virology.net/), Centre for virüs  Research (CVR) Bioinformatics Group (https://bioinformatics.cvr.ac.uk/ ) bu girişimlerden bazılarıdır. Ülkemizin önemi artan virüs biyoinformatiği alanında uzmanlaşmış ihtiyacı vardır. Bu projeyle desteklenecek bursiyerlerin bu eksiğin giderilmesinde katkıda bulunması öngörülmüştür. 

 

Üniversitemizin bu ve benzeri sağlık alandaki çalışmalarına yönelik yeni planlarınız var mı?

 

Halen Süzek Biyoinformatik Lab olarak ulusal ve uluslararası işbirliklerimizle, sağlık alanında kanser, tıbbi genetik, nörodejenerasyon ve rejenerasyon konularında araştırma projelerinde çalışıyoruz.

Kabul edilen bu projemize ek olarak, labımız TÜSEB tarafından desteklenen kanserle ilişkili iki projede yer almaktadır. Bunlardan ilki Dr. Tuğba Süzek’in yürütücülüğünde TÜSEB tarafından desteklenen  “Genetik, Transkriptomik ve Sağkalım Verileri Kullanılarak Oluşturulacak Kanser Kohortlarına Özgü İlaç Yeniden Konumlandırma Analizi İçin Bir Web Platformunun Geliştirilmesi” adlı projedir. İkincisi ise benim araştırmacı ve Erdem Türk’ün doktora öğrencisi olarak görev aldığı MSKU Tıp Fakültesinden Dr. Turan Demircan’ın yürütücülüğündeki “Kanser Tedavisinde Aday Hedef Epitranskriptomik Yolak Genlerinin Biyoinformatik Yöntemleri ile Tespiti ve CRISPR Yöntemiyle in Vitro Validasyonu” adlı projedir. 

Süzek Biyoinformatik Lab, TÜBİTAK Mükemmeliyet Merkezi Destekleme Programı (1004 Programı) kapsamında açılan çağrıda, İzmir Biyotıp ve Genom Merkezi başkanlığında sunulan “Hedefe Özgü Pan-Kanser Terapiler" projesindeki sekiz araştırma programı yürütücü kuruluştan biri olarak yer aldı. Bu projenin birinci faz değerlendirmesi 27 Şubat 2020’da yapıldı.  Kanser tedavisine yönelik dünya çapında yenilikler içeren belki de bugüne kadar ülkemizin bu konudaki en kapsamlı projesine destek vermek bizim için büyük bir önem arz ediyor.

Şubat 2020’de YÖK 100/2000 Biyoinformatik kapsamında Süzek Biyoinformatik Labından 1 doktora öğrencimiz desteklenmeye değer bulundu. YÖK 100/2000 desteği ve Avrupa Birliği COST ortaklığında bu öğrencimiz kanser-mikrobiyom ilişkisi üzerine bir biyoinformatik projesi üzerine çalışmaya başladı. 

COVID-19 sürecinde teşhis ve tedavisine Biyoinformatik desteği vermeye istekli öğrencilerimizle iki proje fikri üzerinde çalışmalara başlamıştık. Öğrencilerimizin geliştirmeye başladığı projelerden biriyle bu hafta Süzek Biyoinformatik Lab olarak TÜBİTAK 2247-C COVID-19 Stajyer Araştırmacı Burs Programı (STAR)’na bir doktora iki lisans bursiyerinin desteklenmesi için başvuru yaptık. 

Süzek Biyoinformatik Lab olarak aktif işbirliği projeleri yürüttüğümüz, üniversitemiz dışındaki, kurumlar arasında National Center for Biotechnology Information (ABD) , Georgetown University Innovation Center for Biomedical Informatics(ABD), George Mason University (ABD), Protein Information Resource (ABD), İstanbul Medipol Üniversitesi Rejeneratif ve Restoratif Tıp Araştırmaları Merkezi, ve İzmir Biyotıp ve Genom Merkezi sayılabilir.

 

Sizce bilimsel bir projenin kabul edilmesi ve hayata geçmesi için en önemli özellikler nelerdir?

 

Projenin kabulünde ve hayata geçmesinden birçok etken var. Aklıma gelenler:

İnsan: Çevrenizde doğru ve etik insanlar olmalı sizi destekleyen ve fikirlerinizin olgunlaşmasına yardım eden.  Bu noktada eşim Dr. Tuğba Süzek’in hem teknik hem manevi desteği vardı. Ayrıca bu projenin geliştirilmesinde yüksek lisans öğrencim Onur Can Karabulut ile yaptığımız ön çalışmalar önemliydi.  Her ikisine de çok teşekkür ederim. İnşallah bu proje için de iyi bir ekip kuracağız.

Kurum ve Altyapı Desteği: Rektörümüz Prof. Dr. Hüseyin Çiçek ve rektör danışmanımız Doç. Dr. Bekir Çöl, destekleri ile projelerimiz için Araştırma Laboratuvarları Merkezi (ALM) bünyesinde kurulan, Tematik Alan Laboratuvarları içerisinde bir alan sağladı. Projelerimiz yüksek başarımlı programları yazmak için beyin gücü, bu programların çalışacağı kapasitede ve büyük tıbbi verilerin yerelde güvenli saklanmasını gerektiren yüksek başarımlı sunucular ve bu sunucuların kesintisiz çalışacağı bir alt yapı gerektiriyor. Kendilerine bizim için önemli bir kısıt olan sunucu yer problemini ortadan kaldırdıkları için teşekkür ederiz.

Hedef ve Yaygın Etki: Projenin ikna edici bir yaygın etkisi olmasını isterim.  İnsanları heyecanlandıracak bir hedefi olması bence önemli.  Projenin hedefinin uygulanabilirliğine,  uzun vadede de olsa, bir ihtiyaca cevap vereceğine inanmazsam yazamıyorum. Mesela bu proje çıktısının olası bir konak atlamasını önceden belirleyerek, bir gün toplum sağlığına olumlu etkide bulunabileceğini hayal etmek, buna inanmak yazmama yardım etti.  Bunun gerçekleşmesi için bugün bütün parçalar yerinde olmayabilir, mesela tüm konak adaylarındaki virüs yükünün olduğu kütüphanelerimiz yok, ama bunu yapabilecek teknolojik yeti var. Dedim neden olmasın, o kısmı da yapacak gruplar olacaktır bir gün. 

Yazma Becerisi: Yazmayı seven bir insan değilim. Çok hızlı yazamam. Ama bu becerinin önemine inanıyorum.  Görevim gereği öneriler değerlendiriyorum. Nice öneri var, başını sonunu kaçırıyorsunuz, anlamıyorsunuz, günlerinizi alıyor. Nicesi var, tek okuyuşta anlaşılıyor. Hiç laf kalabalığı yapmadan, kararınca kullanmış kelimeleri, hedefleri belli, akışı güzel.  İşte bu ikincisini yapmak isterim hep. 

Cesaret: “Denemezsen hiçbir zaman bilemezsin”. İnsan bazen kendine acımasız oluyor. Bence proje önermede cesaret önemli.  Kabul almak kadar red almak da var. Alınan redlerden öğrenilenlerin de kıymeti var, emeğiniz boşa gidiyor diye düşünmemeli. Deneyecek kadar cesur olmalı.

 

 

 

Basın, Halkla İlişkiler ve Protokol Müdürlüğü Tarih : 22.04.2020 00:00
Okunma Sayısı : 1532