Esther Lederberg kimdir ve ne yapmıştır? Bakteri genetiğine katkılarına rağmen bilimin unuttuğu bir kadın olan Esther Lederberg’in hayatı, başarıları.
Esther Lederberg
Esther Lederberg; 18 Aralık 1922’de doğdu (Bronx, New York, Amerika Birleşik Devletleri) – 11 Kasım 2006’da öldü.
Esther Lederberg bakteri genetiğinin başlıca öncülerinden biriydi. Gen regülasyonunu ve genetik rekombinasyonu incelemek için yaygın olarak kullanılan bir bakteri virüsü olan lambda fajını keşfetti. Ayrıca bakteriyel mutantları izole etmek ve analiz etmek ve antibiyotik direncini izlemek için kullanılan kopya kaplama tekniğini icat etti.
Aile
Esther Miriam Lederberg, David Zimmer ve Pauline Geller Zimmer’de doğan iki çocuğun en büyüğüydü. Babası 1896’da doğdu ve Avusturya-Macaristan imparatorluğunun bir parçası olan Sereth, Bukowina’da büyüdü. Daha sonra Amerika Birleşik Devletleri’ne yerleşti ve burada Bronx’ta bir matbaa işletti. Esther Büyük Buhran sırasında büyüdü. Büyükbabasına çok yakındı. Ondan kendisine İbranice öğretmesini istedi. Bu alışılmadık bir talepti çünkü Ortodoks Yahudi geleneğinde kızların İbranice öğrenmeleri beklenmiyordu. Esther dili çok çabuk öğrendi ve büyükbabasını çok gururlandırdı.
Aralık 1946’da Esther, Joshua’nın ona bir tür mantar olan Neurospora hakkındaki araştırmasını sorması için bir mektup yazmasından sadece beş ay sonra, Joshua Lederberg ile evlendi. Joshua, Yale Üniversitesi’nde doktora yapıyordu ve Stanford Üniversitesi’nde yüksek lisans programının bir parçası olarak George Beadle laboratuvarında çalıştı. 1966’da boşandılar.
1993’te Esther 70 yaşındayken, 1989’da Stanford Üniversitesi’ne girdikten kısa bir süre sonra tanıştığı bir mühendis olan Matthew Simon ile evlendi. O ve Matthew müzik tutkusunu paylaştılar. Esther ortaçağ, Rönesans ve Barok müziğe büyük ilgi duydu.
Eğitim
Esther Bronx’ta Evander Lisesi’nde okudu. 16 yaşında okuldan mezun olduktan sonra New York Şehir Üniversitesi Hunter College’da eğitim bursu kazandı. İlk amacı Fransızca veya edebiyat okumaktı. Ancak kısa süre sonra, kadınların botanik alanı dışında fen bilimlerinde kariyer yapmak için mücadele ettiğini hisseden öğretmenlerinin tavsiyesine karşı biyokimyaya geçti.
1942’de, 24 yaşındayken, lisans derecesini tamamladıktan sonra, Esther ünvan kazandı ve iki yıl sonra genetik konusunda yüksek lisans dersi almak için Stanford Üniversitesi’ne burs kazandı. Bir laboratuvarda öğretim asistanı olarak çalışarak gelirini destekledi ve ev sahibinin kıyafetlerini yıkayarak ücretsiz konaklama elde etti. Bazen çok az parası vardı, laboratuvar diseksiyonlarından kalan kurbağa bacaklarını yemek zorunda kalırdı.
1945’te Esther, yazı Stanford Üniversitesi’ndeki Hopkins Deniz İstasyonu’nda Cornelius Van Niel’la birlikte geçirdi. Ertesi yıl yüksek lisansını tamamladı. Wisconsin Üniversitesi’ne taşındıktan sonra kocası Joshua’ya katılmak üzere R A Brink gözetiminde doktora yapmaya başladı. ABD Halk Sağlığı Hizmetleri Bursu verildi. Araştırmaları, Escherichia coli bakteri türlerinde genetik mutasyon sürecine odaklandı. Doktorasını 1950’de tamamladı.
Başarıları
Esther’in ilk büyük başarısı, doktorasını 1950’de tamamlarken lambda fajını keşfetmesiydi. Escherichia coli K-12 (E-coli) bakterilerinin farklı kolonileri olan bir kültürde düzensiz desenler gözlemlediğini fark etti. W-518 adlı ultraviyole ışıkla ışınlanmıştı. Fark ettiği şey, bazı kolonilerin bazı segmentleri eksik olduğu ortaya çıktı. Daha fazla araştırma, bunun, E-coli K-12’deki mutant W-519 suşunda aktif hale gelen ve büyümesini önleyen gizli bir virüsten kaynaklandığını ortaya koydu.
Daha sonra Esther lambda fajının bilinen diğer virüslerden farklı davrandığını gösterebildi. Bir konakçı hücre içinde hızla çoğalan ve onu öldüren diğer virüslerin aksine, lambda faj DNA’sını enfekte olmuş bakterilerinkine entegre eder. Bu, virüsün, konakçı organizmayı yok etmeden yeni nesil bakterilere döl virüsleri üretmek için genetik talimatlarını iletmesine izin verir. Ayrıca, sürecin ‘Doğurganlık Faktörü F’ olarak adlandırdığı bir aracı tarafından desteklendiğini ve bakteri stres altına girmedikçe viral genetik materyalin uykuda kaldığını tespit etti. Bu, örneğin, besinlerden yoksun bırakıldığı zaman, bu noktada enfekte olmuş hücreyi yeniden üretti ve yok etti.
Bugün lambda faj moleküler biyolojide anahtar bir araçtır. Kısmen bunun nedeni E-coli’de kolayca yetiştirilebilmesi ve bakteri durumu dışında patojenik olmamasıdır. Bakteriler arasındaki genetik materyalin transferini, gen regülasyonunda yer alan mekanizmaları ve DNA parçalarının nasıl parçalandığını ve yeni genler oluşturmak için nasıl birleştiğini anlamada özellikle yararlı olduğu kanıtlanmıştır. Ayrıca herpes virüsü gibi benzer davranışlara sahip diğer virüsleri incelemek için bir model görevi görür ve ayrıca moleküler ağırlıkların bir işareti olarak kullanılır. Faj da genetik mühendisliği için önemli bir araçtır. Araştırmacılar ayrıca bakteriyel enfeksiyonları tedavi etmek için faj uygulayarak klinikte kullanımını araştırıyorlar. İlk olarak 1920’lerde geliştirilen faj tedavisi olarak bilinen bu tür tedavi, antibiyotiklere olası bir alternatif olarak artan ilgi görmektedir.
Lambda Fajı
Esther lambda fajını keşfetmenin yanı sıra çoğaltma kaplama tekniğini de icat etti. 1951’de onun tarafından tasarlanan bu yöntem, bilim insanlarının bakteri kolonilerini tam olarak aynı uzamsal konfigürasyona sahip bir dizi agar plakasına kopyalamasına olanak tanır. Çoğaltma bakteri kolonilerine erişim, bakteriyel reaksiyonları beslenme veya sıcaklık gibi çevresel değişikliklerle karşılaştırmak için önemliydi. Esther’in icadından önce bilim adamları, kurutma kağıdı, küçük çatallı metal fırçalar ve hatta kürdan kullanımı da dahil olmak üzere çok az yöntemle birkaç yöntem denemişlerdi.
Esther mürekkep pedi ile lastik damga gibi bir şey geliştirdi. Bir piston segmanına kare bir kadife parçası taktı. Bu, kopyalanacak kolonilerin bir izini almak için önce bir Petri kabı üzerine basıldı ve daha sonra başka bir tabağa basıldı. Süreç için hayati olan, kadife yığınının kalınlığıdır. Kumaşın yüzey lifleri, her biri tek bir bakteriden türetilen yüzlerce koloniden bakterileri farklı bileşenlerle hazırlanan bir dizi agar plakasına aktarmak için yüzlerce küçük inokülasyon iğnesi gibi kullanılır. Her plakaya antibiyotikler veya amino asitler ve vitaminler gibi besin takviyeleri gibi farklı bileşenler eklenir.
Aktarma işlemi tamamlandığında kopyalar inkübe edilir ve orijinal plaka ile karşılaştırılır. İşlem, belirli bir besinin yokluğunda koloniler oluşturamayan mutant bakterileri ortaya çıkarmaya yardımcı olur. Ayrıca belirli bir antibiyotiğe dirençli bakteri gösterecektir, çünkü bunlar antibiyotikli plakalarda gelişecektir. Esther’in kopya kaplama tekniği, bakterilerin kendiliğinden antibiyotiklere direnç geliştirdiğini deneysel olarak kanıtlamanın ilk yolunu sağlamıştır. Daha önce bilim adamları böyle bir direncin her zaman bir antibiyotiğe maruz kalmasından kaynaklandığını varsayıyordu.
1956 yılında Illinois Bakteriyologları Derneği özellikle Joshua ve Esther Lederberg’e Pasteur Ödülü verdiler. Ödül bir araştırmacı ekibine ilk kez verildi. İki yıl sonra Joshua, bakterilerin genleri eşleştirip değiştirebileceğini keşfettiği için Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü’nü aldı. Deneysel çalışmalarda olduğundan daha becerikli olan Esther olmasaydı bunların çoğu elde edilemezdi. Lambda fajını izole etmesi ve genetik replikasyon sürecini keşfetmesi ve yenilikçi replikasyon kaplama tekniği Joshua’nın araştırmaları için çok önemliydi.
Peki neden Nobel Ödülü alamadı?
Kısa cevap: cinsiyetçilik. Günümüzde bilimde çalışan kadınlar hala erkek akranlarından daha fazla ayrımcılığa maruz kalmaktadır ve Lederberg’in zamanında daha da kötüydü. Kariyerinin bir kısmı için, çok az parayla ücretsiz bir asistan olarak çalıştı.
Daha sonra Stanford Üniversitesi’ndeki kariyerinde bir iş bulduğu zaman bile, erkek meslektaşları ile aynı olanaklara sahip olamadı.
O zamanlar deneyimlerini değiştirmek için zamanda geriye gidemeyiz. Ancak onun hakkında bilgi edinerek ve bilim alanında kabul görmeyi teşvik ederek, Nobel sahnesinde kocası tüm krediyi alırken izlemek zorunda kalan kadının tanınmasını sağlayabiliriz.