Dr. Şükrü Furkan Öztürk *

Harvard University, Cambridge, MA, ABD

sukrufurkanozturk@g.harvard.edu

Hayatın temel molekülleri kiraldir; biyomoleküller ayna simetrisine sahip çiftler halinde bulunurlar. Ancak, biyolojik sistemler bu çiftlerden yalnızca bir formunu kullanır: sağ elli şekerleri ve sol elli amino asitleri. Bu olgu, yaşamı homokiral olarak tanımlar. Ancak, bu moleküler asimetrinin kökenleri hâlâ bilinmemektedir ve bu uzun süredir çözülemeyen gizemi sunumumda ele alacağım. Kiral kaynaklı spin seçiciliği (CISS) etkisi, elektron spini ile moleküler kiralite arasında güçlü bir bağ olduğunu ortaya koyar. Bu bağ, spin seçici süreçler yoluyla kiral moleküler simetrinin kırılmasına olanak tanır. Spin polarize edilmiş akiral manyetik yüzeyler, CISS etkisi sayesinde kiral etkenler olarak işlev görebilir ve kiral moleküllerin asimetrik kristalleşmesi için şablon oluşturabilir. RNA ve DNA’nın temel bir öncülü olan rasemik ribo-aminooksazolin (RAO)’un manyetit yüzeyler üzerindeki spin-seçici kristalleşmesini inceledik ve iki kristalleşme adımında homokiraliteyi elde ettik. Ayrıca, RAO molekülleri tarafından manyetitin kiral kaynaklı zincirleme manyetizasyonunu gösterdik. Bunun yanı sıra, tatlı su göllerinde manyetit minerallerinin prebiyotik sentezini ve manyetik özelliklerini inceledik; böylece senaryomuz için olası bir çevresel, jeolojik bağlam sunduk. Son olarak, RAO gibi tek bir kiral bileşikte elde edilen homokiralitenin, tüm prebiyotik ağda etkin bir şekilde yayılabileceği bir yol önerdik—D-nükleik asitlerden L-peptitlere ve ardından homokiral metabolitlere kadar. Bulgularımız, rasemik başlangıç materyallerinden sistem düzeyinde homokiraliteye ulaşmak için prebiyotik açıdan makul bir model sunmakta ve bu iki yüz yıllık gizemi ele alırken manyetik etkileşimlerin önemini vurgulamaktadır.

*Dr. Dr. Şükrü Furkan Öztürk, 2018 yılında Bilkent Üniversitesi Fizik Bölümü’nden, mezun oldu. 2018 yılında Harvard Üniversitesi Fizik Bölümü’nde doktora çalışmalarına başlayan Öztürk, Prof. Markus Greiner’ın danışmanlığında ilk olarak egzotik kuantum madde fazlarını incelemek üzere erbiyum kuantum gaz mikroskobu inşa etme projesinde yer aldı. Bu süreçte, kendi geliştirdiği yeşil lazer teknolojisi ile ultra düşük gürültülü bir ışık kristali üretti ve manyetik kuantum gazlarının fiziğini yüksek çözünürlüklü optikler kullanarak inceledi. Manyetik dipolar fazların ışık kristallerinde ilk gözlemiyle sonuçlanan bu çalışma, Nature dergisinde yayımlandı. 2021 yılında Öztürk, araştırma odağını yaşamın kökenlerine çevirerek Prof. Dimitar Sasselov’un grubuna katıldı. Doktora çalışmalarında biyomoleküler homokiralitenin kökenlerini araştırdı ve manyetik yüzeylerin kiral süreçlerdeki rolünü inceledi. Son çalışmasında, manyetik yüzeyleri RNA öncüllerinin asimetrik kristalleşmesi için şablon olarak kullanarak RN A’da homokiralite oluşumunu gösterdi. Bu teknik, farmakolojik uygulamalar için önem taşıdığı gerekçesiyle bir ABD patentiyle ödüllendirildi. Öztürk’ün homokiralite üzerine yaptığı doktora tezi, Nobel ödüllü biyokimyacı Jack Szostak tarafından “çığır açıcı” olarak nitelendirildi. Çalışmaları, Nature, Science ve Quanta Magazine gibi prestijli yayınlarda geniş yer buldu. Ayrıca Harvard Üniversitesi tarafından her yıl fizik alanında üstün başarı gösteren öğrencilere verilen Gertrude ve Maurice Goldhaber Ödülü’ne layık görüldü. Öztürk, bu çalışmalarından dolayı Atatürk Bilim Ödülü, İnovasyon Ödülü ve JCI Türkiye’nin düzenlediği Dünyanın On Başarılı Genci yarışmasında birincilik kazandı. Araştırmaları, Dreyfus Vakfı’nın Cracking Chirality adlı popüler bilim belgeselinde de yer aldı. 2024 yılında fizik ve kimya alanındaki çığır açan gelişmelerin tartışıldığı tarihi Solvay Konferansı’nda konuşmacı olarak yer alan 25 bilim insanından biri oldu. 2024 yılında doktorasını tamamladıktan sonra Öztürk, King’s College Cambridge tarafından genç akademi üyeliğine seçildi ve Harvard Üniversitesi’nde Kavli-Laukien araştırma bursiyeri oldu. Şu anda Harvard Üniversitesi ve King’s College Cambridge’de bağımsız araştırma görevlisi olarak yaşamın kökenleri ve yaşayan sistemlerin fiziği üzerine çalışmalarına devam etmektedir.