Roderick MacKinnon

Hayatın en temel süreçlerinden biri, canlı organizmaları oluşturan hücrelerin dış duvarları boyunca yüklü atomların (iyonlar) taşınmasıdır. İyon kanalları olarak bilinen bu boşluklar, sinirlerdeki ve kaslardaki sinyal aktarımları için hayati derecede önemlidir, buna rağmen uzun sürede nasıl inşa edildiği gizemli kaldı. 1998’de, x-ışını kristalografisini kullanarak (yani, x-ışınları kristallerden geçtiğinde oluşan kırılma modellerini haritalandıran molekül yapısını haritalamaktadır) Roderick MacKinnon, bir potasyum iyon kanalının neye benzediğini göstermeyi başardı.

Günümüzde MacKinnon’un laboratuvarı, gelecek kuşaklardaki iyon kanal araştırmacıları dünyasında parlak genç bilim insanlarını bir araya getiriyor. “Bilime ek olarak, onlara bir bilim adamı olmanın ne büyük bir ayrıcalık olduğunun üzerinde düşünmeye çalışıyorum. Bir bilim adamı olarak, doğanın kurallarını ve mantığını anlamaya çalışarak zaman harcıyorsun, daha uygun bir varoluş hayal edemiyorum. ” demiştir.

Roderick MacKinnon, 19 Şubat 1956’da kar fırtınasının ortasında doğdu. MacKinnon’un doğumu annesinin anlatmayı sevdiği mizahi aile hikayelerinden biri olmaya devam ediyor. Yedi çocuklu bir ailenin dördüncü çocuğu oldu. Mackinnon küçük yaşlardayken babası bir  işçiydi, ancak bilgisayarla ilgilendi, okudu ve büyük IBM ana çerçevelerinde bir programcı oldu. Annesi yarı zamanlı bir öğretmen olarak çalıştı, fakat çoğunlukla evdeki çocuklarla ilgileniyordu. Üzerinde düşünmek gereksizdi ancak  çok paralarının olmadığını biliyordu. Ailesi MacKinnon’a mutlu bir ortam sağladı ve beklentilerini çocuklarına açıkladılar: ” Televizyon sizin için kötüdür, okumak sizin için iyidir ve okulda çaba sarfetmek daha iyidir. Yaptığınız şeyden hoşlandığınızdan emin olun çünkü o zaman iyi yaparsınız.” MacKinnon ve kardeşleri tamamen farklı yaşam yollarından ilerlediler. MacKinnon şimdilerde bir bilimadamı. MacKinnon’ın meraklı olduğuna dair bazı erken göstergeler vardı. Görünüşe göre çok küçük bir yaştan, bir sürü soru sorma alışkanlığı vardı: “ne olurdu?”. Bu soru MacKinnon için büyük  bir favori oldu. Gerçekleri doğru bir şekilde ifade etmekten hoşlanıyordu ve görünüşte bazen can sıkıcı derecede görünen çevresindeki kişilere açıklama yapmakta tereddüt etmedi. Merakının bilimsel olabileceğine dair işaretler vardı. Burlington Massachusetts, gençken kırsal bir yerdi ve gezip dolaşmayı seviyordu. Kaya koleksiyonları vardı, jeoloji ve dünyanın tarihi hakkındaki çocuk kitaplarını okudu. Küçük volkanlar yaptı ve volkanik patlamaları simüle etmek için kraterlere kabartma tozu ve sirke ekledi. Bir gün annesini hayal kırıklığına uğratan bir kaza geçirdi. Yaz aylarında kelebekler, kaplumbağalar, yılanlar ve diğer canlıları topladı. Bir yaz annesi , ilkokul öğrencileri için bilim zenginleştirme dersi verdi ve eve mikroskop almasına izin verildi.  MacKinnon, bu fırsatı bulabildiği  her şeye bakmak için kullandı: yakındaki göletteki yaprak ve bıçaklardan gelen mikroorganizmalar. Yalnızca bir saat sonra MacKinnon, görebildiği küçük küçük şeylerle büyülenmiş bir saat geçirdi.    Bilimsel merakı, ortaokul ve lisede atletizm için bir arka sıralarda yer aldı. Jimnastik onun küçük saklanma yeriydi ve onun yalnız doğası için iyi bir seçim oldu. Bir takımdaydı ancak jimnastik bireysel bir spordu. Bir teknik öğrenirsiniz, sonra bir ‘hareket’ ve sonra bir ‘rutin’ öğrenirsiniz. Ve sonra pratikte mükemmelleşmeye başlarsınız, çoğunlukla yalnız çalışırsınız. MacKinnon’ın antrenörü Hayes bu yolu izleyerek aslında ona  uygulama yoluyla mükemmeliyet fikrini aşılamıştı. MacKinnon, üniversitede jimnastik dersi almayı da düşündü, ancak lise son sınıfta kariyer için ne yapması gerektiğini merak etmeye başladı. Boston Massachusetts Üniversitesi’nde bir yıl boyunca çalıştı ve ardından Brandeis Üniversitesi’ne geçti. Brandeis MacKinnon için göz açıcı bir tecrübeydi. Hayatında ilk kez ciddi bir entelektüel ortamdaydı. Sınıflar küçük, yoğun ve uyarıcı olma eğilimindeydi. Bilim için bir tutkusu olduğunu ve bu konuda çok iyi olduğunu keşfetti. Biokimyayı ders olarak  ve yeni gelen bir yardımcı doçent olan Chris Miller’ı tez danışmanı olarak seçti. Büyük pencereli ve ışığı çok alan küçük bir laboratuvarı vardı. Kalsiyum taşınımı üzerinde çalıştı ve hücre zarını bir elektrot olarak öğrendi. Chris Miller’ın günlük hayatında çok eğlenen bir adam olduğunu ve  ona ilham verdiğini görebiliyordu.Brandeis’in MacKinnon’ın  hayatındaki en büyük etkisi fizik dersinde oldu. Orada, gelecekteki eşi Alice Lee ile tanıştı, parlak gözleri ve keskin aklı MacKinnon’ın dikkatini çekti. Chris Miller’ın tavsiyesi üzerine Brandeis’den sonra tıp fakültesine gitti. Tufts Üniversitesi Tıp Fakültesi’nde ve daha sonra Beth Israel Hospital Boston’da İç Hastalıkları Eğitimi aldı. Çok şey öğrendi ama sonunda Chris’in bilim izlemeye yönelik tavsiyelerine kulak astı.

Tıp ezberlemeyi ve analitik problem çözümlemeyi gerektiriyordu. Beyninin belli bir bölümünü aktif tutmak için matematiği okumaya başladı ve bugüne kadar devam etti, yeni yöntemler öğrendi ve jimnastikte öğrendiği aynı disiplin yaklaşımıyla sorunlarını çözdü. Jim Morgan’ın kardiyak kas kontraktilitesinde kalsiyumun ilgisinin araştırmaları bittikten sonra bilime geri döndü, ki bu onun için çok keyifliydi aynı zamanda tıpta bağlı kalmasını sağladı. Ancak çok temel bir bilim problemi üzerinde çalışmak için özlem duydu, bu da tıbbi bağlarını kırması gerektiği anlamına geliyordu. Bu çok zor bir karardı çünkü tıp eğitiminde uzun yıllar yatırım yapmıştı; Terk etmek, kendisine, hayatının büyük bir kısmını yanlış yorumladığını itiraf etmekti ve pratik hususlar da vardı. Nihayet MacKinnon için kalıcı bir iş bulmanın vakti geldi. Eşi Alice yıllarca eğitim vererek MacKinnon’a destek verdi. Bu kararının üzerinde  etkili olan iki faktör vardı. Tıp okulunun ilk yılında, kız kardeşi Elley’yi kaybetti. Hematoloji uzmanlığı sırasında lösemi teşhisi kondu, korkunç hastalık MacKinnon’ın öğrenmesinden sonra sadece iki ay sürdü. Bu üzücü olay, kırılgan ve değerli hayatın ne kadar etkilendiğini ve anı yakalamak ve elinden geldiğince ne yaptığımızı öğrenmenin ne kadar önemli olduğu hakkında MacKinnon’u çok  etkiledi. Ve ikinci etken Alice’di. Başarma kabiliyeti konusunda tamamen inancı vardı.

MacKinnon doktora sonrası çalışmalar için geri döndü. Bildiklerinden çok geride kalmış hissederek doktora sonrası çalışmalarına yoğunluk, öğrenme teknikleri ve teori ile yaklaştı.

Elektrokimya, stokastik süreçler, doğrusal sistemler teorisi ve daha birçok konuda uzman olması gerektiğini hissetti. Kitap okudu, problem setlerini çözdü, konulara sıkı sıkıya çalıştı ve deneyler yaptı. Fransa’dan doktora sonrası bilim adamı olan bir meslektaşı Jacques Neyton’la iletişimleri güçlüydü. Jacques, bir soruna kulak asarak çok kritik bir düşünürdü.Bu nedenle sık sık fikir alışverişinde bulunuyorlardı.  K⁺ kanallarıyla ilgili bir dizi biyofiziksel çalışmayı tamamladıktan sonra, akademik bir konuma başvurma zamanı geldi. 1980’lerin sonlarında fizyoloji departmanları biyo-fizikçilere kıyasla kanal gen klonerine daha çok ilgi gösterdi. Fakat Peter Hess, meslektaşlarını Harvard’da ikna ederek MacKinnon’ın  çalışmalarının başarı vaat ettiğini ve oradaki bir yardımcı doçentin çalışmak için teklif ettiğini söyledi. Laboratuarındaki çalışmalar, K⁺ kanallarında iyi bir ilerleme kaydetti. Bir süre heyecanlıydı, ancak sadece birkaç yıl içinde, mutasyonların fonksiyonel etkilerini incelemekten öğrendiklerinin geri dönüşünün azaldığını hissetmeye başladı. K⁺ kanal imza dizisini belirledi, ancak yapısını bilmeden hiçbir zaman K⁺ kanallarındaki iyon seçiciliğinin kimyasal ilkelerini anlamayacaktı. Bu noktada bir gün X-ışını kristalografisini öğretebilecek birine bir K⁺ kanalını göstermeye karar verdi. Harvard’daki protein saflaştırma yöntemleri ve X-ışını kristalografisi yöntemlerini öğrenmeye başladı, başlangıçta kanal toksinleri ve bir PDZ alanı adı verilen küçük bir çözünür protein ile çalıştı. Bununla birlikte, kanal yapısını takip etmek için Harvard’daki tanıdık ortamından uzaklaşmanın en iyi yol olduğunu düşünmüştü. MacKinnon’u harekete geçirmesi için iki nedeni vardı. Birincisi, arka planı olmadığı bir alanda çalışmak için fon edinmenin pratik meselesiydi: yeni bir üniversiteye geçişle ilişkili yeni fonlar bu amaçla kullanışlı olacaktı. İkinci ve çok daha önemli neden, hareket etmenin kendisini tamamen yeni çabaya sokmasını sağlayacağı yönündeydi. Çevrenin değişmesi, gündelik hayatın dikkat dağıtıcı unsurlarını ortadan kaldırabilir, MacKinnon’u zaten iyi durumda olan kanal fizyolojisi çalışmalarına geri döndüğünde  yapısal çalışmalar üzerinde tekil amaçlarla odaklanmasını sağlayacaktı. Bunu membran protein biyokimyası ve X-ışını kristalografisinde uzman olmak için, ve protein yapısı için bir “his” geliştirmek için gerekli buldu. Rockefeller Üniversitesi Başkanı Torsten Wiesel, MacKinnon’ın bilimsel planlarını duyduğunda Rockefeller Üniversitesi’ne taşınmasını önerdi ve o da kabul etti. Rockefeller Üniversitesi  zor bir sorun üzerinde yoğunlaşmak için harika bir ortam sağladı.

Bir K⁺ kanalının yapısını sürdürmek için Harvard’da halihazırda başarılı olduğu laboratuarından vazgeçmenin riskli bir şey olduğunu söylediler. O zamanlar için MacKinnon’ın isteklerinin tamamen gerçekçi olmadığı söylendi. Onun bakış açısından çok az seçeneği vardı çünkü K⁺ seçiciliğini anlamak istedi. Hiç denememektense başarısız olmayı tercih etti. Yeni üniversitesine geçiş yapması konusunda yeni konularda öğretmenlik yapması MacKinnon’a alışması için yardımcı oldu. O zamanlar MacKinnon ile çalışanların  az çabayla çok şey istediğini itiraf etmeliydi ki  sadece bir yeni doktora sonrası bilim adamı Declan Doyle bu çalışmalara hevesliydi. Organik kimyager olan eşi Alice, çok yalnız olacağını düşünerek ve laboratuvara katılmaya karar verdi. Çoğu kişinin değişimden hoşlanmadığını öğrendi ama yine de yaptı. MacKinnon için değişim, zorlu, yaratıcılık için iyidir ve kesinlikle hayatını ilginç kılar. Rockefeller Üniversitesi’ndeki New York’ta geçirdiği son sekiz yılı kişisel bir entellektüel-spiritüel yolculuk olarak düşünmekte. Yeni laboratuvar sadece Declan, Alice ve MacKinnon ile birlikte çok küçük bir grupla başladı. Ama João Morais Cabral ve John Imredy de dahil olmak üzere diğer hevesli doktora sonrası bilim adamlarının ilavesi ile ilk yılında büyüdü. Zar proteinleri ile çalışmak, beklendiği gibi çok zordu. Umutsuzluk içinde bazı dönemlerini geçirdiler, ancak iyi şeyler de oldu ve umutsuzluk heyecana yol açtı. Kalıcılık ve bağlılık sonunda sonuç verdi. K⁺ seçicilik filtresinin atom yapısı, şimdiye kadar hayal edebileceğinden daha bilgilendirici ve daha güzeldi.MacKinnon’ın  laboratuvarı artık inanılmaz bir yer, dünyanın dört bir yanından onunla çalışmak için gelen parlak genç bilim insanlarının devamlı katılımıyla sağlanan heyecan ve fikirlerle dolup taşıyor. Protein kimyası ve yapısı konusundaki bilgilerinde karmaşık olan bu genç bilim adamlarının, iyon kanalı araştırma alanını geleceğe yönlendireceklerini bilmek MacKinnon için büyük bir memnuniyet.

Ödülleri

• Nobel Prize in Chemistry, 2003
• Albert Lasker Basic Medical Research Award, 1999
• Canada Gairdner International Award, 2001
• Lewis S. Rosenstiel Award for Distinguished Work in Basic Medical Science, Brandeis University
• Louisa Gross Horwitz Prize for Biology or Biochemistry, Columbia University
• Bijvoet Medal for Outstanding Research, The Netherlands
• Linus Pauling Legacy Award
• Young Investigator Award, Biophysical Society
• Alden Spencer Award, Columbia University
• AAAS Newcomb Cleveland Prize
• Hodgkin-Huxley-Katz Prize, The Physiological Society
• Alexander M. Cruickshank Award
• Perl-UNC Neuroscience Prize
• Scientific American Research Leader of the Year
• Max Tishler Prize
• Hans Neurath Award, The Protein Society
• S. Cole Award, Biophysical Society 

Üyelikleri

• National Academy of Sciences
• American Philosophical Society