Ödüllü gençler bilim için çalışıyor

Lauren Hodge: Eğer bir restorana gitseydiniz ve daha sağlıklı bir şeyler yemek isteseydiniz, tavuğunuzu ızgarada mı yoksa yağda kızartılmış olarak mı tercih ederdiniz? Birçok insan bu soruya "ızgara" diye cevap veriyor ve bu doğru çünkü gerçekten de ızgara edilmiş tavuk daha az yağ ve kalori içerir. Ne var ki, ızgara tavuk içinde gizli bir tehdidi barındırıyor. Bu gizli tehdidin adı heterosiklik aminolar -- başka bir ifadeyle phenomethylimidazopyridine, ya da PhIP -- (Kahkahalar) ki bunlar immünojen veya kanserojen bir bileşiktir.

Bir kanserojen, vücudun diğer organlarına da sıçrayabilen ve yayılabilen ve hücrelerde olağan dışı büyümeye yol açan bir çeşit bileşik ya da etkendir. Bu yapılar ayrıca amonyaktaki bir veya daha fazla sayıdaki hidrojenin daha kompleks bir grupla yer değiştirmesi ile oluşan organik bileşiklerdir. Çalışmalar, antioksidanların bu heterosiklik aminoları azaltabildiğini gösteriyor Fakat bunun nasıl ve neden olduğunu açıklayabilen bir çalışma henüz yok. Burada kanserojenleri gruplandıran beş ayrı organizasyon var. Buradan da görebileceğiniz gibi hiçbir organizasyon diyetimizde azaltmamız gereken bileşikleri güvenli bulmuyor.

Şu an belki 13 yaşında bir kızın bu fikirleri nasıl ileri sürdüğünü merak ediyorsunuz. Buna beni bir dizi olay sürükledi. İlk olarak öğrendiklerim doktorumun ofisinde (Kahkahalar) yedi farklı fast-food restoranıyla Sorumlu Tıp Hekimleri Komitesi arasında geçen bir dava hakkında okuduklarımdandı. Bu restoranlar, tavuklarının içinde kanserojen madde olduğundan değil 65 nolu California yasasına göre dava edilmişti -ki bu yasaya göre eğer bir ürünün içinde tehlikeli madde varsa üretici firma bunu açık bir şekilde ifade etmek zorundadır.-

Bu beni çok şaşırttı. Ve bu pek de zararlı görünmeyen tehlikeli ızgara tavuk hakkında neden hiçkimsenin yeterli bilgiye sahip olmadığını merak ettim. Sonra bir akşam, annem akşam yemeği için tavuk ızgara yaparken limon suyunda terbiye edilmiş tavuğun kenarlarının beyaza döndüğünü farkettim. Sonrasında bir biyoloji dersinde bunun denatürasyon denen bir süreçten kaynaklandığını öğrendim. Bu süreçte proteinlerin şekli değişiyor ve kimyasal fonksiyonlarını kaybediyorlar. Bu iki bilgiyi birleştirip bir hipotez formüle ettim belki de kanserojenler, tavuk terbiye edildiğinden ötürü azaldı ve bu durum PH dengesinin değişiminden kaynaklandı.

Böylece benim fikrim doğmuş oldu ve bir proje oluşturup hipotez geliştirdim. Bir sonraki adımım ne oldu? Açıkçası çalışmak için bir laboratuvara ihtiyacım vardı çünkü okuduğum okulda yeterli ekipman yoktu. Bunun kolay olduğunu düşünmüştüm, fakat beş saat içinde yaşadığım civarda bulunan yaklaşık 200 kişiye mail attığım halde benimle çalışabileceğini ifade eden yalnızca bir cevap alabildim. Geri kalanların çoğu, vakitlerinin olmadığını veya ekipmanlarının olmaması sebebiyle bana yardım edemeyeceklerini ifade etmek için bile geri dönmediler. O yüzden aldığım cevap laboratuvarı kullanarak çalışmam için büyük bir fırsattı. Gerçek bir laboratuvarda çalışmak harika bir imkandı, nihayet projeme başlayabilmiştim.

İlk aşama, tavukları terbiye edip labaratuvara götürmek üzere paketleyip hazır hale getirmek suretiyle tamamlandı. İkinci aşama, Penn State Üniversitesi'nin ana kampüsündeki labaratuvarda tavukta PH değeri değişmiş bölgeyi ayıklayıp oradaki ekipmanların yardımıyla ihtiyacım olan bileşikleri elde etmemle tamamlandı. Son aşamada ise, yüksek başınçlı likit kromatografi kütle spektrometre vasıtasıyla bileşikleri ayırdım ve kimyasalları analiz ettim. Bu sayede hazırladığım tavukta ne miktarda kanserojen madde bulunduğunu tespit ettim

Elde ettiğim bilgileri gözden geçirirken şaşırtıcı bir sonuçla karşılaştım, çünkü terbiye karışımında bulunan beş malzemeden dördü aslında kanserojen maddelerin olumsuz etkilerini engelliyordu. Kontrol grubu olan terbiye edilmemiş tavuk ile karşılaştırdığımda limon suyunun kanserojen etkiyi önlemede % 98'lik bir oranda etkili olduğunu ve bu sayede diğer malzemelerden açık ara önde olduğunu keşfettim. Tuzlu su terbiyesi ve esmer şeker terbiyesi de % 60 oranda kanserojen etkiyi önleyerek ciddi düzeyde etkili oluyordu. Zeytin yağı PhIP oluşumunu azaltıyordu fakat bu neredeyse ihmal edilebilir düzeydeydi. Soya sosunun etkisinin sonuçları çok yeterli değildi çünkü bu konuda birbirinden çok farklı bilgiler edindik. Fakat soya sosunun tavuktaki etkisi potansiyel kanserojen maddeleri artırır yönde gibiydi.

Başta hesaba katmadığım çok önemli bir faktör de pişirme süresiydi. Şunu farkettim ki pişirme süresini uzattığınızda kanserojen madde miktarı da hızla artıyor. Yani tavukları pişirmeden önce terbiye etmenin en iyi yolu onları ne az pişirmek, ne de çok pişirip karbonlaşmasına sebebiyet vermek ve tavukları pişirmeden önce limon suyu, esmer şeker ya da tuzlu suda terbiye etmekten geçiyor.

(Alkışlar)

Bu bulgulara dayanarak size bir soru yönelteyim. Uyguladığınız diyette hayatınızı koruyabilecek ufak çaplı bir değişiklik yapmak ister misiniz? Şu an size terbiye edilmemiş ızgara tavuk yerseniz kesinlikle kansere yakalanır ve ölürsünüz demiyorum. Fakat potansiyel kanserojen maddelerinin risklerini azaltmak için yapacağınız herşey kesinlikle hayat kalitenizi artırır.

Bu size birşey ifade ediyor mu? Peki bundan sonra tavuğunuzu nasıl pişireceksiniz?

(Alkışlar)

Shree Bose: Herkese merhaba. Ben Shree Bose. Kategori ödülünü ve sonrasında büyük ödülü aldığımda 17-18 yaşındaydım. Sizden, ölü mavi bir ıspanak bitkisini elinde tutmakta olan küçük bir kız hayal etmenizi istiyorum. Bu kız sizin önünüzde duruyor ve eğer bitkiler farklı renklerde olurlarsa onları yiyeceğini söylüyor. Kulağa saçma geliyor değil mi? Fakat bu benim yıllar önceki halimi ifade ediyor. Ve bu benim ilk bilim fuarı projemdi. Durum yıllar öncesinden bugüne biraz daha karmaşık bir hal aldı. Abim Panaki Bose matematiği bile zar zor anladığım halde bana atomları anlatmak için saatlerini harcardı. Annem ve babam, için de uzaktan kumandalı çöp kovası da olan katıldığım çok sayıdaki bilim etkinliği projelerimden ötürü hayli acı çekti.

(Kahkahalar)

Lise 1'i bitirdiğim yılın yazında büyük babam kanser sebebiyle aramızdan ayrıldı. Bu olayla ilgili ailemin ne denli acı çektiğini ve bu sebeple bir başka ailenin asla böyle bir kaybın acısını yaşamamasını dilediğimi anımsıyorum. Lise 1'de edindiğim bütün biyoloji birikimimi kuşanarak 15 yaşımdayken kanser üzerinde bir araştırma yapmam gerektiğine karar verdim. İyi plandı. İşe mail yoluyla alanımdaki bütün profesörlere onların gözetimi altında çalışmayı talep ettiğimi ifade ederek başladım. Biri hariç hepsi reddedildi. Sonraki yaz Dr. Basu'nun altında çalışmak üzere Texas Fort Worth'te bulunan UNT Sağlık Merkezi'ne gittim. Burası araştırmanın başladığı yerdi.

Yumurtalık kanseri de bu kanserlerden biri fakat pek çok insan bu konuda bilgi sahibi değil veya en azından buna pek aldırmıyor. Ne var ki bu kanser türü, Amerika'da kadınlar arasında kanser kaynaklı ölümlerde beşinci sırada yer alıyor. Aslında her 70 kadından birine yumurtalık kanseri teşhisi konuyor. Her yüz kadından biri aynı sebeple ölüyor. Günümüzde kanser tedavisinde kullanılan en etkili yollardan biri olan kemoterapi, kanser hücrelerini öldürmek için hastayı yüksek dozlu kimyasallara maruz bırakıyor.

Cisplatin, laboratuvar ortamında üretilen, kanser hücrelerinin DNA yapısını bozarak onları öldüren yaygın bir yumurtalık kanseri kemoterapi ilacı ve basit bir molekül. Kulağa harika geliyor, değil mi? Fakat burada bir problem var: Bazen hastalar ilaçlara karşı direnişli hale gelebiliyorlar ve yıllar sonra kanserden kurtuldukları ve geri döndükleri bildiriliyor. Fakat bu sefer de ilaçlara cevap veremez hale geliyorlar. Bu büyük bir problem. Aslında bu kemoterapinin bugünkü en önemli problemi.

Yumurtalik kanseri hücrelerinin Cisplatin adı verilen ilaca karşı nasıl direnç kazandığını çözmek istedik. Bunu çözmek istedik, çünkü eğer bunu çözebilirsek hücrelerin direnç kazanmasının önüne geçebilecektik. Biz de tam bunu uyguladık. Ve buna sebebiyet veren unsurun AMP kinaz adı verilen bir enerji proteini olabileceğini düşündük. Bu proteini bloke etmek için bütün bu testleri uyguladık ve yansıda görebileceğiniz bu büyük değişimi gözlemledik. Burada görebileceğiniz gibi ilaç hassasiyetimiz açısından bu proteini bloke etmeye başladığımızda ilaca tepki veren hücrelerden ölenlerin sayısı --şu renkli noktalar-- gitgide azalıyor. Fakat direnç açısından, aynı işleme verilen tepki artış şeklinde oluyor --ilginç.

Ekranda gördüğünüz bu noktalar tam olarak ne anlama geliyor? Temelde şu anlama geliyor: Bu protein hassasiyet hücresinde direnç hücresine göre farklılık gösteriyor. Aslında protein, hücrenin kendisini hücreyi daha dirençli kılmak için değiştiriyor olabilir. Bu olağanüstü. Şöyle ki, eğer bir hasta ilaç alır ve hücreler ilaca direnç kazanırsa ve biz de bu proteini bloke eden kimyasalı verirsek sonuçta hücreleri aynı ilaçla tedavi etmiş oluruz. Bu kemoterapinin pek çok muhtemel kanser tipi üzerindeki verimliliği için olağanüstü bir imkan. Evet, benim çalışmam bu şekilde, Bu çalışma geleceği yeniden tasarlamak ve sonraki araştırmalara yol açmak için, bu proteinin tam olarak ne yaptığını anlamak için, ayrıca kemoterapinin verimliliğinin geleceği için belki bütün kanser hastası dedelerin torunlarıyla biraz daha fazla zaman geçirebilmesi için kendime açtığım bir yoldu.

Çalışmam asla sadece bir araştırma değildi. Bu ayrıca benim tutkumu bulma maceramdı. Bu sebeple Google Küresel Bilim Fuarı'nın büyük ödülünün sahibi olmak --sevimli bir kare, değil mi?-- bu benim için çok heyecan ve onur verici bir olaydı. Çalışmam bunun yanında, bana Başkan'la görüşmek ve burada sizlere hitap etmek gibi oldukça prestijli olayları yaşama imkanı verdi.

Fakat az önce de dediğim gibi yolculuğum sadece bir araştırma değildi, tutkumu bulma maceramdı, ve benim ne yaptığımı bile bilmeden kendi imkanlarımı oluşturma sürecimdi. Bu benim ilhamım kararlılığım bilime, öğrenmeye ve gelişmeye karşı bitmeyen alakamdı. Hikayem kurutulmuş solmuş ıspanak bitkisiyle başladı ve oradan çok iyi bir yere gitti.

Teşekkürler.

(Alkışlar)

Naomi Shah: Herkese selam. Ben Naomi Shah, bugün sizlere kapalı mekan hava kalitesi ve astım hastaları hakkındaki araştırmam üzerine konuşacağım. Yılda 1.6 milyon ölüm vakası. Her 20 saniyede bir ölüm. İnsanlar zamanlarının yüzde 90'ından fazlasını kapalı mekanlarda geçiriyor. Astım hastalığının ekonomik yükü HIV ve tüberküloz hastalıklarının toplamından daha fazla. Bu istatistiklerin üzerimde büyük etkisi oldu, fakat beni araştırma için harekete geçiren asıl sebep babam ve erkek kardeşimin yıl boyunca kronik alerjilerden acı çekişini izlemek oldu. Şu şey kafamı kurcaladı: Neden polen mevsimi geçtiği halde alerji belirtileri devam ediyordu?

Zihnimdeki bu soruyla araştırmaya başladım, ve kısa bir zaman sonra, bundan kapalı alan hava kirliliğinin sorumlu olduğunu buldum. Bunu farkettikten hemen sonra, hava kirliliğine yol açan dört yaygın madde ve bunların astım hastalarının akciğer sağlığı üzerindeki etkilerinin altında yatan ilişkiyi inceledim. İlk olarak, bu dört maddeden hangisinin astım hastalarının akciğer sağlığı üzerinde en fazla etkiye sahip olduğunu çözmek istedim. Sonrasında, hava kirliliğine sebebiyet veren bu çevresel maddelerin astım hastalarının akciğer sağlığı üzerindeki etkilerini sayısallaştıran özgün bir matematiksel model oluşturdum. çevresel faktörlerin insan akciğerinin sağlığı üzerindeki etkilerini ölçen herhangi bir matematiksel modelin --çok önemli olmasına rağmen-- bugüne kadar oluşturulmamış olması beni şaşırttı.

Bunu da zihnime atarak daha fazla araştırmaya ve tetkik etmeye başladım ve bu bir tutkuya dönüştü. Eğer hedefi iyileştirmenin bir yolunu bulabilirsek, astım hastalarını daha etkili bir şekilde tedavi etmenin de bir yolunu bulmuş olacaktık. Örneğin, uçucu organik bileşikler okullarımızda, evlerimizde ve işyerlerimizde bulunan kimyasal kirleticilerdir. Onlar her yerdeler. Bu kimyasal kirleticiler Amerikan Temiz Hava Hareketi'nin tanımladığı hava kirletici kriterlerine uymuyor. Bu beni çok şaşırttı, çünkü araştırmama göre bu kirleticiler astım hastalarının akciğer sağlıkları üzerinde çok geniş kapsamlı olumsuz etkilere sahipler ve bu sebeple de düzeltici işleme maruz tutulmalılar.

Bugün size kendi oluşturduğum interaktif yazılım modelini göstermek istiyorum. Bunu size dizüstü bilgisayarımdan göstereceğim. Ve bir de seyircilerimiz arasından bir gönüllümüz var Julie. Julie'nin bütün bilgileri interaktif yazılımıma önceden girildi. Ve bu herkes için de kullanılabilir. Sizden kendinizi Julie'nin yerine veya astım hastası veya bir başka akciğer bozukluğu çeken bir yakınınızın yerine koymanızı istiyorum. Julie astım tedavisi olmak üzere doktorunun muayenehanesine gidiyor. Doktor onu sandalyesine oturtuyor ve onun nefes verişindeki en yüksek akış oranını ölçüyor ya da basit bir ifadeyle bir nefeste dışarı atabildiği hava miktarını ölçüyor.

Ben bu değeri oluşturduğum interaktif yazılım modelinin içine girdim. Ayrıca Julie'nin yaş, cinsiyet ve boy bilgilerini de modelime yerleştirdim. Onun ortalama sayıda kişi ile ortalama hava kirliliğine sahip bir evde yaşadığını varsaydım. Bu yazılımı kullanarak her kullanıcı bu bilgileri girebilir ve "Akciğer Fonksiyon Raporu" düğmesine tıklayarak oluşturduğum bu raporu elde edebilir. Bu rapor, araştırmamın düğüm noktasını açıklığa kavuşturuyor.

Peki rapor ne gösteriyor? --Sağ üst köşedeki grafiğe bakacak olursanız-- sarı renk ile gösterilen bölgede Julie'nin gerçek nefes verme gücü gösteriliyor. Bu ölçüm, Julie'nin doktorundan aldığı değerdir. Aynı grafiğin alt kısmında mavi renk ile gösterilen bölge, Julie'nin yaşı, cinsiyeti ve boyu baz alınarak değerlendirilen ve normalde olması gerekli olan nefes gücü değerini ifade ediyor. Doktor sarı ve mavi bar arasındaki farkı görüyor ve "Vay canına, Julie'ye steroid, ilaç ve sprey vermeliyiz." diyor.

Sizden bir anlık doktorun steroid, ilaç ve sprey yazmak yerine Julie'ye dönüp şöyle dediğini hayal etmenizi istiyorum: "Eve gidip ve hava filtrelerini değiştirmeye, evindeki, işyerindeki ve okulundaki hava kanallarını temizlemeye, tütsü ve mum kullanmayı kesmeye ne dersin? Eğer evini değiştiriyorsan bütün halılarını kaldır ve onun yerine ahşap parke yaptır." Çünkü bu çözümler, kendi geleceğimizi ve gelecek nesilleri etkileyen, doğal, sürdürülebilir ve uzun ömürlü yatırımlardır. Julie, evinde, işyerinde ve okulunda bu çevresel çözümleri uygulayabileceği için, bu çözümler onun etrafında yaşayan herkesi etkileyecektir.

Bu araştırma üzerinde oldukça hırslıyım ve buna astım dışındaki akciğer ve solunum bozukluklarını da katarak devam etmek ve hava kirleticileri daha detaylı inceleyerek çalışmamı genişletmek istiyorum. Konuşmamı bitirmeden önce bir söz söyleyerek aranızdan ayrılmak istiyorum. "Genler silahı doldurur, çevre ise tetiği çeker." Bu söz, araştırma yaptığım süre boyunca üzerimde çok etkili oldu. Pek çoğumuz çevremizin hava kalitesini, iklimsel özelliklerini veya diğer yönlerini değiştiremeyeceğimiz kadar büyük olduğunu düşünüyoruz.

Fakat her birimiz kendi evimizde, okulumuzda ve iş yerlerimizde ilk adımımızı atarsak hava kalitemizde büyük değişimler meydana getirebiliriz. Çünkü hatırlayın, hayatımızın yüzde 90'ını kapalı ortamda geçiriyoruz. Hava kalitesi ve hava kirleticileri astım hastalarının, solunum bozukluğu çeken hastaların ve hepimizin akciğer sağlığı üzerinde büyük etkiye sahip.

Sizden hava kalitesi daha yüksek hayat kalitesi daha iyi ve geleceğimizi de içine alacak şekilde daha iyi şekilde yaşayebileceğimiz bir dünyayı yeniden tasarlamanızı istiyorum.

Teşekkür ederim

(Alkışlar)

Lisa Ling: Evet. Shree ve Lauren'i de sahneye hızlı bir şekilde alabilir miyiz? Karşınızda Google Bilim Fuarı şampiyonları. Kazananlar.

(Alkışlar)