fbpx
Connect with us

Bilim

Bilim insanları, İlk Kez Olarak Dört Harfli Sentetik DNA Üretti

Published

on

Dünya, baş döndürücü yaşam formları dizisine sahip olabilir ancak kendimizinkinden farklı DNA’ya dayanan bir yaşam biçimi referansımız olmadığından biyolojimiz tek başına veri noktası olmaya devam ediyor. Şimdiyse, bilim insanları yaşamın ne olabileceğine dair sınırları zorlamak için ipleri ellerine alıyor. NASA tarafından finanse edilen ve Uygulamalı Moleküler Evrim Kurumu tarafından yürütülen Amerika’daki araştırma ilaveten dört nükleotit bazına sahip olan, DNA çift sarmalının tamamen yeni bir türünün yaratılmasına yol açtı. Adına, Japoncada “sekiz harf” anlamına gelen kelime olan hachimoji DNA’sı dendi ve timin bazı (T) ile eşleştirilmiş adenin bazına (A) ve sitozin bazı (C) ile eşleştirilmiş guanin bazına (G) mevcut partlerliklere eklemek için iki yeni “çift” içerir. Doğanın kendi genetik yazısını genişletmek için yapılan bu çalışma size biraz aşina gelebilir. Zira aynı bilim insanları 2011 yılında zaten başarılı bir şekilde iki yeni harfi sıkıştırmıştı. Henüz geçen yıl daha geniş bir alfabenin, yine altı harfle, başka bir sürümü canlı bir organizma içinde çalışması için üretildi. Şimdiyse, bir üstün başarı örneği gibi gelebilecek bu durumda, araştırmacılar daha da standartların dışında nükleotidler geliştirmek için plançetelerine gittiler. Yine de formül defterindeki kod sayısını iki katına çıkarmak gibi bir amaçları var. Kimyacı Steven Benner, “Bu çalışma, hachimoji DNA’sındaki şekil, boyut ve yapının rollerini dikkatlice analiz ederek dünya dışı yaşamda bilgi depolayabilecek molekül türlerini anlayışımızı genişletiyor” diyor. Çok çeşitli çevresel koşullar altında doğal DNA’nın kararlılığı ve işlevselliği hakkında zaten çokça şey biliyoruz ve daha basit organik malzemelerden canlı kimyaya olan evrimi açıklayan olası senaryoları yavaş yavaş ayırıyoruz. Ancak, genetik bir sistemin nasıl evrimleşebileceğini gerçekten anlamak için, temel kimyasının sınırlarını sınamalıyız. Hachimoji DNA’sı kesinlikle buna izin veriyor. P, B, Z ve S olarak konulan yeni kodlar pürinler ve primidinler olarak kategorize edilmiş olanlarla aynı tür azot moleküllerine dayanmaktadır. Benzer şekilde, kendi baz çiftlerini oluşturmak için hidrojen bağları ile bağlanırlar ve sonucunda S, B ile bağlanır ve P, Z ile bağlanır. İşte tüm benzerliklerin yok olduğu nokta burası. Bu yeni “harfler”, potansiyel olarak geçişini ve bükülüşünü etkileyen çift sarmal yapıya düzinelerce yeni kimyasal parametre getiriyor. Molekülün kararlılığını öngören, daha sonra bu “yabancı” DNA’dan yapılan mevcut yapıları gözlemleyen modeller tasarlayarak, araştırmacılar genetik bir şablonun temelleri söz konusu olduğunda, gerçekten önemli olanı daha iyi donanımlı hale getirmektedir. Araştırmacılar, doğal ve sentetik bazların farklı biçimlerinden oluşan yüzlerce hachimoji sarmalı ürettiler ve daha sonra ne kadar iyi dayandıklarını görmek için onları çeşitli koşullara maruz bıraktılar. Yeni harflerin nasıl davrandığına dair birkaç küçük fark olsa da, hachimoji DNA’sının mutasyona uğrayıp gelişebilen, bilgi taşıyan bir şablon olarak işe yaramayacağına inanmak işten bile değil.

Ekip, sadece sentetik harflerin hızlı bir şekilde, parçalanmadan yeni kodlara katkıda bulunabileceğini göstermedi, aynı zaman da diziler de sentetik RNA versiyonlarına çevrildi. Çalışmaları ikinci bir kökenin çok altında kalıyor. Lâkin bunun gibi yeni bir DNA formatı, yaşayan kimyanın evrende başka bir yere benzeyebileceğini, ya da benzeyemeyeceğini, belirlemeye yönelik bir adımdır. NASA’ya ait Planetary Science Division’ın müdür vekil Lori Glaze, “Yaşam tespiti, NASA’nın gezegen bilimi görevlerinin gittikçe daha önemli olan bir hedefidir ve bu yeni çalışma, aradığımız şeyin kapsamını genişletecek etkili araçlar ve deneyler geliştirmemize yardımcı olacak” diyor.Kendi DNA’ mızla birlikte çalışabilecek ayrıca hedefimize yakın uygulamalara sahip olan yeni bazlar oluşturmak, yalnızca hayatı farklı bir kod tabanıyla yeniden programlamak için bir yöntem değil, aynı zamanda yeni tür nanoyapılar oluşturma çabamızdır. Gökyüzü, gerçekten sentetik DNA’nın sınırı değildir. Bu çalışma bizi yıldızlara kadar götürecek ve tekrar geri getirecektir. Araştırma Science’ta yayımlanmıştır.
Kaynak: https://www.sciencealert.com/scientists-made-synthetic-dna-using-8-letters-and-it-could-help-us-find-aliens
Çeviri: Buğrahan Duymaz

Bilim

Rüya gören beyin hafızayı koruyor

Published

on

Bilim insanlarının yaptığı bir araştırma, rüya gören beynin hafızayı koruduğunu ortaya koydu. Science bilim dergisinde yayımlanan makaleye göre uykunun rüya görülen kısmı olan, gözlerin hızlıca oynatıldığı REM aşamasında ritm bozulursa hafıza kayıpları yaşanabiliyor. Fareler üstünde yapılan deneylerde beyin fonksiyonları REM sırasında durdurulan fareler, hemen ardından yapılan hafıza testlerinde başarısız oldular. REM uykusu sırasında insanlar rüya görüyor ancak rüyaların, yeni anıların yerleşmesi konusunda önemli olup olmadığı bugüne kadar yanıtlanmamıştı.

Son araştırmalar REM dışı derin uykuya odaklanmıştı. Derin uyku sırasında beyin hücreleri hafızayı güçlendiriyor ve o günkü tecrübeleri yeniden yaşatan çeşitli kalıpları ateşliyor. REM uykusu sırasında gözlerimiz hareket ediyor ve kaslarımız gevşiyor ama beynin tam olarak ne yaptığı gizemini koruyor. Bu uyku türü tüm hayvanlar dünyasında, memelilerde, kuşlarda hatta sürüngenlerde bile görülebiliyor. Özellikle de hayvanlarda REM aşamaları çok kısa süreli olduğu için ve diğer komplikasyonlar nedeniyle bu uykunun etkilerini ölçmek zor. REM uykusuna dalmış insanları ve hayvanları uyandırmak strese ve hafıza testlerini de bozan sorunlara neden oluyor.

REM uykusu hafızayı güçlendiriyor

Kanada’da McGill Üniversitesi’nde çalışan Dr. Sylvain Williams doğrudan uyuyan beyne müdahale etmeye karar verdiklerini söylüyor. BBC’ye konuşan Williams “Farelerde REM uykusunu bozmak için bir yöntem kullandık” dedi. “Optogenetics” adında bir sistemi kullanan Williams ve ekibi, farelerde belli sayıda bir hücreye, beyinlerine yerleştirilen minik bir optik fiber sayesinde ışık tutmuşlar. Araştırmacılar ışığı yaktıklarında “teta titreşimleri” adı verilen belirli bir beyin ritmi büyük ölçüde azalmış. Eğer bu müdahale farenin REM uykusuna denk gelmişse bunun sonuçları olmuş.

Dr. Williams “REM uykusundaki faaliyeti durdurmak, özellikle hafızanın oluşması ve güçlenmesini engelliyor” diyor. Örneğin yeni bir nesneyle bir gün önce gördüğü nesne aynı anda fareye gösterildiğinde, fare tanımadığı nesneye odaklanacağına her ikisini de inceliyor. REM uykusunun yeni anıları yerleştirmesi için kritik olduğu görülüyor. Williams, bunun yanıtladığından daha çok soru yarattığını söylüyor. Eğer derin uyku hafızayı güçlendiriyorsa REM uykusunun asıl görevi ne?

Williams, “Şu anda iki aşama arasındaki farkı bilmiyoruz. Ama REM uykusunun ana bir rolü olduğunu öğrenmek şaşırtıcı bir haber” diyor. Araştırma bunama ve diğer hafıza sorunları yaşayan hastalarda incelenmeye değer olabilir. Williams, “Özellikle Alzheimer hastalarında bu normal faaliyetin nasıl etkilendiğini ve hafıza bozulmalarına nasıl katkısı olduğunu görmek ilginç olabilir” diyor.

Editör / Yazar: Ezgi SEMİRLİ

Kaynak: https://www.bbc.com/news/science-environment-36275143

Continue Reading

Bilim

Bilim insanları, ışık ve havayı geçiren, fakat sesin geçmesini engelleyen bir materyal geliştirdiler

Published

on

Boston Üniversitesinden araştırmacılar,matematiği 3D baskı ile birleştirdiler ve mantığa meydan okuyarak, ışık ve havanın içinden sorunsuzca geçtiği fakat sesin geçemediği yeni bir malzeme geliştirdiler. Araştırmacı Xin Zhang bir basın açıklamasında ‘Biz şu anda matematiksel olarak, herhangi bir şeyin sesini engelleyebilecek bir nesneyi tasarlayabiliyoruz. “dedi –Bu da geleceğin bugünden çok daha sessiz olabileceği anlamına geliyor. Physical Review B dergisinde yayınlanan bir makalede, araştırmacılar geliştirdikleri bu işi “akustik meta malzeme” olarak tanımlıyorlar.
Bir malzemenin,hava ya da ışığı engellemeden, gelen ses dalgalarını kaynaklarına tekrar yansıtırken ihtiyaç duyabileceği özellikleri ve boyutları hesaplayarak başladılar.. Daha sonra 3D malzemeyi bir donat şeklinde bastırarak, PVC borunun bir ucuna, diğer ucu da bir hoparlöre tutturdular.

Hoparlörden yüksek perdeli bir not aldıklarında, bu donat şeklindeki materyalin borudan gelen sesin yüzde 94’ünü engellediğini gördüler. Araştırmacı Jacob Nikolajczyk basın açıklamasında:’’Bu tür sonuçları aylardır bilgisayar modellememizde görmüştük – ama bilgisayarda modellenen ses basıncı seviyelerini görmek başka bir şey, etkisini kendinizin duyması bir şey.’’ dedi. Araştırmacılar, araştırmalarının gösterdiği donatşekliyle sınırlı olmadığını iddia ettikleri akustik meta materyalleri için birçok uygulama öngörüyorlar. Zhang ve arkadaşıRezaGhaffarivardavagh; materyalin yapısının çok hafif,açık ve güzel olduğunu söylediler ve ayrıca her parçanın, ses engelleyici, geçirgen bir duvarın ölçeklendirilmesi ve inşa edilmesi için kiremit veya tuğla olarak kullanılabileceğini belirttiler. Ayrıca dronların, HVAC sistemlerinin ve hatta MRI makinelerinin sesinin azaltılması için malzemenin kullanılma potansiyelini olduğunu da belirttiler – görünüşe göre gürültü yapan herhangi bir şey bu yeni malzemenin eklenmesiyle daha az gürültü yapabilir.

Editör / Yazar: Esra KAŞ

Kaynak: https://www.sciencealert.com/scientists-create-new-material-that-can-block-sound-while-still-allowing-air-and-light

Continue Reading

Bilim

Uçan Parçacıklar Gezegenlerin Oluşum Sırrını Ortaya Çıkarabilir

Published

on

Bilim insanları, robotik alanında büyük buluşlara yol açabilecek, hatta gezegenlerin ve ayın nasıl şekillendiğine dair bilgi sağlayabilecek bir deney sırasında, ilk kez tanecikleri ses kullanarak havaya kaldırdırlar. Akustik kaldırma, yoğun ses dalgalarının basıncını kullanarak nesnelerin havada askıda kalmasını sağlayan bir tekniktir. Şimdiye kadar bu teknik, su damlacıklarını, 5.08 santimetrelik polistiren topları ve yaşayan böcekleri kaldırmak için kullanılmaktaydı. Son teknoloji tanıtımında, Chicago Üniversitesi ve Bath Üniversitesi’nden bilim insanları, düz bir yüzeyde sınırlı kalmadıkları takdirde maddelerin birbirleriyle nasıl etkileşime girdiği ve kümelendiğini incelemek üzere aynı anda birkaç plastik taneciği havada tuttular. Araştırmacılar, torba ve şampuan şişesi yapımında kullanılan bir plastik olan polietilenden yapılmış yaklaşık 1 mm çaplı bir taneciği havaya kaldırmak için, insan kulağındaki işitme aralığının üstünde bir frekansa sahip olan ‘’ultrasonik’’ sesleri kullandılar. Yüksek hızda kameralar kullanarak bir konfigürasyonda sadece 5 ya da daha az taneciğin kümeleştiğini gördüler.

Karışıma bir tanecik daha eklendiğinde işler daha da ilginçleşti, 6 tanecik kümeleşerek 3 farklı şekil oluşturdu: bir chevron, bir paralelkenar ve bir üçgen. Tanecik sayısını yediye arttırmak konfigürasyonları daha da karışık bir hale getirdi, parçacıklar, bir çiçeğe, bir kaplumbağaya, bir ağaca veya bir tekneye benzeyen dört şekilden biri halinde kümelendiler. Bath Üniversite’sinde fizikçi olan araştırmanın yardımcı yazarı Dr. Anton Souslov, şu sözleri dile getirdi, ’’Ultra seslerin frekansını değiştirerek taneciklerin etrafta hareket etmesini ve yeniden düzenlenmesini sağlayabileceğimizi bulduk. Farklı şekiler arasında geçiş yapmak için en az 6 tane taneciğe ihtiyaç var.’’ Araştırmacılar, ses dalgalarının frekansı değiştikçe taneciklerden bir tanesinin bir nevi ‘’menteşe’’ gibi davrandığını ve etrafta sallanarak diğer taneciklerle kümeyi yeniden şekillendirdiğini buldular. Souslov bu durumla ilgili, ‘’ Bu karmaşık yapılar oluşturmak için nesneleri manipüle etme olanağı yaratıyor.

Belki de gözlemlediğimiz bu menteşeler; giyilebilir teknoloji veya bilim insanları ve mühendislerin, sert malzemelerden daha esnek ve uyarlanabilir robotlar oluşturmak için yumuşak, manipüle edilebilir malzemeler kullandığı yumuşak robotik alanında yeni ürünler ve aletler geliştirmek için kullanılabilir.’’ Bununla birlikte, bu teknolojinin en heyecan verici uygulaması muhtemelen astrofizik dünyasında olacaktır. Gezegenler, ay ve asteroitler gibi gök cisimleri, büyük miktarda gaz ve toz disklerinden oluşur.Bu’’ata gezegenler’’ dönmeye devam ettikçe, maddeler birbirine yapışarak topak oluşturmaya başlarlar ve bu topaklar yavaş yavaş büyüyerek etrafını saran materyale daha güçlü bir yerçekimsel kuvvet uygularlar. Bu yeni deney, astrofizikçilerin kozmik tozların nasıl yuvarlanıp topanlanarak gezegenleri ve ayı oluşturduğunu anlamak için laboratuvarda toz parçacıklarını kaldırarak, bu süreci gerçek zamanlı olarak daha küçük bir ölçekte incelemelerini sağlayabilir.

Editör / Yazar: Zeynep BİROL

Kaynak: https://www.sciencefocus.com/news/levitating-particles-could-reveal-how-planets-form/

Continue Reading

Öne Çıkanlar