Canan Atılgan: Laboratuvarın Ötesinde Bir Bilim Öyküsü

Canan Atılgan

Sabancı Üniversitesi Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi, Malzeme Bilimi ve Nano Mühendislik Programı öğretim üyesi Profesör Canan Atılgan, polimer ve protein dinamiği ile karmaşık moleküler sistemlerin kuramsal ve hesaplamalı yöntemlerle incelenmesi konularındaki çalışmalarıyla ulusal ve uluslararası platforformlarda tanınan saygın bir bilim insanı. Ancak klasik “laboratuvar odaklı” akademisyen profilinin ötesinde, eğitim yöntemleri, bilim iletişimi ve popüler bilim alanındaki çalışmalarıyla bilim ile geniş kitleleri buluşturuyor ve yenilikçi öğretim modellerine de katkıda bulunuyor.

 

 

Dr. Atılgan Sabancı Üniversitesi’nin sadece bir öğretim üyesi değil; eğitim felsefesinin ve akademik yapısının kurulmasına katkı veren kurucu akademisyenlerden biri. Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi programlarının akademik altyapısının oluşturulmasında görev alarak Malzeme Bilimi ve Nano Mühendislik programının bugünkü yapısına kavuşmasında kritik rol oynamış.

Canan Atılgan’ın öğretim teknikleri alanında da çalışmaları var; öğrenci merkezli öğrenme ve tersine çevrilmiş sınıf teknikleri gibi giderek yaygınlaşan paradigmaları ülkemizde ilk kez uygulayan ekibin parçası. Ayrıca Bilim Akademisi’nin popüler bilim web sitesi sarkac.org’daki anlatan, açıklayan ve iletişim kuran yazıları, Atılgan’ın bilim ve toplum arasında kurmaya çalıştığı köprünün somut göstergeleri.

Polimer ve protein dinamiği

Atılgan’a polimer ve protein dinamiği konusunu –benim gibi- hiç bilmeyen birine nasıl anlatabileceğini sorduk. İşte yanıtı: 

“Polimerler, belirli atomlardan oluşmuş yapı taşlarının birbirine binlerce defa eklenmesiyle oluşan zincir moleküller; proteinlerse doğanın yaptığı, yapı taşları evrimsel süreçlerle belirginleşmiş, biyolojik polimerler. Polimer dinamiği, bunların zamana bağlı hareketlerinin sistemin her ölçekteki davranışlarını nasıl belirlediğini inceleyen bir alan. Biz bu zincirlerin nasıl kıvrıldığı, birbirine dolandığı, ne kadar esnek olduğu ya da çevrelerine nasıl tepki verdiğini araştırıyoruz. Bu dinamikleri araştırmak yeni kullanım alanları için polimerik malzemeler tasarlanmasından, hücre içindeki biyolojik işlevlere müdahale edecek mekanizmalar geliştirmeye uzanan geniş yelpazede uygulamalar içeriyor.

Biz araştırmalarımızı Malzeme Bilimi ve Nano Mühendisliği (MAT) Programı altında gerçekleştiriyoruz. Ancak çok farklı işbirliklerimiz var çünkü bir yandan malzeme tasarımına, bir yandan da biyolojiye, fiziğe, kimyaya ve sağlık araştırmalarına uzanan disiplinlerarası bir alandayız.”

Protein dinamiği ile antibiyotik direnci

Protein dinamiği ile antibiyotik direnci arasında nasıl bir bağlantı kurduğu sorumuzu ise şöyle yanıtladı:

“Birçok durumda noktasal mutasyona uğrayarak direnç kazanmış proteinle ve duyarlı olanın yapısı tıpatıp aynı; yalnızca statik yapıya bakarsanız direncin kaynağını açıklayamıyorsunuz. Ama dinamik davranışa, yani ilaç bağlanma cebinde hangi hareketlerin kolaylaştığına, hangi etkileşimlerin daha uzun yaşadığına ya da hangi geçişlerin zorlaştığına baktığınızda, mutasyonların antibiyotiğin etkisini nasıl azalttığı daha görünür hale geliyor. Biz farklı çalışmalarımızda direncin yalnızca ilacın daha kötü bağlanmasıyla açıklanamayacağını, mutasyon-antibiyotik etkileşimleri ve bağlanma-ayrılma sürelerini değiştirerek enzimin enerji manzarasını farklılaştırıldığını gösterdik. Tek bir mekanizma yok direnci açıklayan – doğa dinamik hareketleri kullanarak bakterinin bir tık daha uzun yaşaması için ne gerekiyorsa onu yapıyor! Aynı proteinin farklı mutantları için tamamen farklı mekanizmalar etkin olabiliyor; tek ortaklaştıkları yer dinamikle oynamak. Karşılaştığımız sürprizler bu yüzden araştırmalarımızı çok keyifli kılıyor.”

Peki, antibiyotiklere direnç göstermeyen yeni bir antibiyotik umudu var mı sorumuzu bilimsel bir bakış açısıyla yanıtladı:

“Bilim umudu hep vaat eder! Ama artık biliyoruz ki mesele, bakterilerin hiç direnç geliştiremeyeceği mucize bir antibiyotik bulmak değil. Daha gerçekçi olan, direnç mekanizmalarını daha iyi anlayarak yeni hedeflere yönelmek ve hatta belirli mutasyonlara özgü ilaçlar tasarlamak. Ayrıca bugün çözümü yalnızca antibiyotiklerde aramıyoruz; sadece hedef bakteriye özgül davranarak bunları enfekte eden virüsler olan fajlar gibi antibiyotik dışı biyolojik yaklaşımlar da ciddi bir potansiyel taşıyor. Evet, umut veren gelişmeler var, ama mevcut antibiyotik hattı hâlâ yeterince güçlü değil. Bu yüzden yeni ilaçları, alternatif tedavileri, direnç mekanizmalarını anlamayı ve antibiyotikleri akılcı kullanmayı birlikte düşünmek gerekiyor.”

 

 

Dirençte belirleyici olan unsur

UTSouthwestern Üniversitesi’nden Dr. Erdal Toprak ile işbirliği içinde sürdürdüğü çalışmalarının Nature Communications’ta yayınlanmasının ardından gelen tepkileri sorduk:

“Bu işbirliğimizde önemli bir aşamayı geride bıraktık. Dirençte belirleyici olanın yapısal farklardansa dinamik davranış olduğu bilgisini baz alarak önerdiğimiz bir ilaç türevini kullanarak bakterilerin evrilirken girdikleri en dirençli yolakların baypas edilebileceğini kanıtladık. Nature Communications’da yayımladığımız bu çalışmamız alanda oldukça ilgi görüyor. Şimdi bu yaklaşımı daha geniş bir ölçeğe taşıyoruz. Yeni çalışmalarımızda, binlerce tekli mutasyonun etkisini paralel ölçen derin mutasyon taraması deneylerini hesaplamalı yöntemlerle birleştirerek çok sayıda değişikliğin sonuçlarını daha hızlı ve sistematik biçimde değerlendirmeyi amaçlıyoruz. Böylece geçmişte dinamikten öğrendiklerimizi, artık daha yüksek çıktılı ve öngörü gücü daha yüksek bir araştırma programına aktarıyoruz.”

Bilim Akademisi Başkanlığı

2021-2024 arasındaki Bilim Akademisi Başkanlığı sırasında Akademi’ye ne gibi katkılar sağladığını söyle anlattı.

En önem verdiğim konu, Akademi’nin ilk on yılını geride bırakırken kurumsallaşma sürecine katkı sunmaktı. Bu çerçevede, üyelerin ve genç bilim insanlarını ödüllendirmeye yönelik BAGEP ödülü sahiplerinin  imzaladığı Akademik Liyakat, Özgürlük ve Dürüstlük Belgesi’nin yeniden ele alınmasına öncülük ettim; belgeyi, bilim insanının yalnızca akademik çıktılarıyla değil, bilimsel çalışma ortamına gösterdiği özen ve sorumlulukla da tanımlanacağı şekilde genişlettik. Bu yaklaşım, etik dışı, ayrımcı, yıldırıcı ya da güç istismarına dayalı davranışların görmezden gelinmemesi gerektiğini ortaya koyuyor.

Bunun yanında Cumhuriyet’in 100. yılı kapsamında Sahada: Cumhuriyetin Harcında Bilim ve Kadınlar kitabını yayımladık; 2023 depremleri sonrasında ise etkinlikler ve yayınlarla bilimin afetlerin sonuçlarını önlemedeki yerini tartışmaya açtık. Bilim Akademisi Deprem Tartışmaları: Çok daha iyisini yapabiliriz! kitabımız bu çalışmaların ürünüdür. Aynı dönemde Akademi’nin sürdürülebilirliği için önemli bir fon yarattık. Akademide kadınların yaşadığı sorunların görünürlüğünü artırmak, çözüm önerileri geliştirmek ve kız çocukları için bilimde rol model olabilmek de önceliklerim arasındaydı.

Bu dönemde yaşadığım en büyük zorluk, bilim insanının sorumluluğunu daha geniş tanımlama çabasında ortaya çıktı. Yerleşik, ‘Bir hoca iyi bilim insanıysa, geri kalan davranışları bizi ilgilendirmez’ anlayışının aşılması kolay olmadı. Ayrıca kadın yönetici olarak çalışma kültüründen kaynaklanan bazı dirençlerle karşılaştım. Bir başka önemli kırılma da Cumhuriyet’in 100. yılı için yaptığımız tüm planları, Şubat 2023 depremleri nedeniyle yeniden düşünmek zorunluluğuydu. Ancak bunu bir engel değil, iki başlığı birlikte ele almak için bir fırsata çevirdik; örneğin Yılın Konferansını geçmişten geleceğe, kültürel miras ve afetler ilişkisini düşünen yeni bir çerçevede kurguladık.”

Yapay zeka ve öğretim sistemi

Yapay zekanın ilerleyişi ile birlikte bir öğretim sisteminde ne gibi değişiklikler olabileceği konusundaki öngörülerini sorduk:

“Bence en önemli değişiklik, kodlama gibi bazı teknik eşiklerin hızla alçalması oldu. Ben bunu kendi derslerimde çok somut biçimde yaşadım. Misal, MAT programında ilk kuruluşundan beri verdiğimiz moleküler modelleme dersinde, kodlamaya çok sıcak bakmayan lisans öğrencileriyle problemin altındaki fiziğe vurgu yaparak, gerektiğinde yalnızca Excel kullanarak moleküler sistemleri inceliyorduk. Yapay zekâ kodlamanın önündeki psikolojik bariyerleri azaltınca aynı dersin müfredatını tamamen değiştirdim. Şimdi öğrenciler kodlama kaygısı taşımadan benzetim yaptıkları sistemlerin neden öyle davrandığını ve deneysel bulguları nasıl açıklayabileceklerini derinlikli tartışabiliyorlar. Son birkaç yılda birçok hocanın da benzer deneyimleri oldu; birçoğumuz derslerimizi bu yeni durumu gözeterek yeniden kurguladık.

Ama bence asıl mesele yalnızca yapay zekadaki atılımlar değil. Benim tanımımda hoca, öğrenmeye rehberlik eden kişidir. Benim üniversite öğrencisi olduğum (internet öncesi!) yıllarda, bilgiye erişim çok kısıtlı olduğundan, hocanın kendi deneyimi dünyamızı genişletir o kısıtlı veriye ulaşma yöntemleri geliştirmemiz için bize rehberlik ederdi. Bugün ise bilgi çok fazla ve ona erişmek sorun değil. Geleceğin profesyonelleri olacak öğrencilerimizin, bu aşırı bilgi bolluğu içinde ellerindeki problemi çözmeye yönelik olan bilgileri ayıklayıp ortaya çıkartmalarına rehberlik etmek, bugünün hocasının görevi haline geldi.”

Üniversitelerde sayısal değerlendirme

Dünya üzerindeki üniversitelerdeki sayısal yaklaşım ve şirketleşme eğilimi bilim eğitimindeki gelişmeleri nasıl etkiliyor sorusu son yıllarda yaşamsal bir özellik kazanmaya başladı. Yükseköğretim kurumlarının bu gidişattan nasıl etkilendiğini sorduk:  

“Bu yaklaşım maalesef eğitimi ve araştırmayı ölçülebilir çıktılara indirgemeyi vurguluyor. Hocanın yayın sayısı, proje bütçesi, kurumun sıralamalardaki yeri gibi göstergeler araç değil amaç haline geldiğinde bilim eğitiminde ve araştırmalarda derinlik, merak, eleştirel düşünme ve özgür tartışma alanı daralıyor. Araştırma kalitesi bundan olumsuz etkileniyor; uzun soluklu, riskli ama özgün çalışmalar yerine hızlı sonuç veren işler öne çıkıyor; bir sürü araştırmacı benzer çalışmalar yaparak birbirlerini taltif ediyor ve göstergelerde ‘yükseliyorlar’. Türkiye’deki yükseköğretim kurumlarında da durum büyük ölçüde aynı paralelde ilerliyor; hatta kurumsal özerklik ve akademik kültür sorunları nedeniyle bu baskılar kimi zaman daha da derin hissediliyor.”

Canan Atılgan Kim?

Bilim Akademisi üyesi Canan Atılgan, lisans ve doktora derecelerini sırasıyla 1991 ve 1996 yıllarında Boğaziçi Üniversitesi Kimya Mühendisliği bölümünden aldı. 1996-1999 yılları arasında Florida Eyalet Üniversitesi bünyesindeki Süperbilgisayar Hesaplamaları Araştırma Merkezi’nde doktora sonrası çalışmalar yaptı. 1999’dan bu yana Sabancı Üniversitesi öğretim üyesidir.  2018-2020 arasında Mühendislik ve Doğa bilimleri Fakültesi Dekanlığı,  2021-2024 döneminde Bilim Akademisi başkanlığını yaptı. Avrupa Moleküler Biyoloji Organizasyonu (EMBO) ve Academia Europaea seçilmiş üyesidir.