Rice Üniversitesi’nde geliştirilen yeni yöntem, canlı hücreler içindeki protein değişimlerini gerçek zamanlı olarak görüntülemeyi mümkün kılıyor. Bilim insanları, hücrelere 21. amino asidi dahil ederek çeviri sonrası modifikasyon (PTM) olarak bilinen biyolojik değişimleri parıltılı bir şekilde gözlemleyebilen bir sistem tasarladı. Araştırmanın, Nature’ın alt yayını olan Science Robotics dergisinde yayımlandığı belirtildi.
IŞIKLA GÖRÜNÜR DEĞİŞİM
PHySL (Photo-sensitive Hydrogel Soft Lens) adı verilen bu sistem, lizinin ışığa duyarlı bir versiyonunu üretmek üzere hücrelerin genetiğini yeniden programlıyor. Proteinlerde bu değişim meydana geldiğinde, ışık yayan bir parıltı oluşuyor ve bu parıltı, hücrelerin canlı şekilde gözlemlenmesini sağlıyor. Araştırma ekibi, bu yöntemi bakterilerde, insan hücrelerinde ve tümör modellerinde başarılı şekilde uyguladı. Bu da sistemi, geleneksel yıkıcı tekniklere karşı daha güvenli ve hassas bir alternatif haline getiriyor.
PARILTILI GÖZLEMLEME DÖNEMİ
Çalışmanın baş araştırmacısı Prof. Han Xiao, yöntemin hücreleri parçalamadan protein aktivitelerini doğal süreçleriyle gözlemlemeye olanak tanıdığını vurguladı. Xiao, “Bu sistemle, canlı hücreler içinde proteinlerin görünmez koreografisini izliyoruz. PTM’lerin biyolojik süreçleri nasıl yönettiğini artık doğrudan gözlemleyebiliyoruz” dedi. Xiao’nun ekibi, asetillizin üretimini hücre içinde başlatmak için özel enzimler kullandı. Bu molekül belirli protein bölgelerine dahil edildiğinde, floresan proteinler yardımıyla ışık saçmaya başladı.
HÜCRESEL ENZİMLERE YAKIN TAKİP
Bu parlayan sistem, sadece protein değişimlerini gözlemlemekle kalmıyor; aynı zamanda hücresel davranışları yöneten enzimleri analiz etmeye de olanak sağlıyor. Ekip, inflamasyon ve kanserle bağlantılı olduğu bilinen SIRT1 enzimini inceledi. Enzim inhibe edildiğinde aktivitesi azaldı ancak bu, her hücre hattında tümör büyümesini engellemedi. Xiao, “Canlı dokuda parıltının belirginleşmesini görmek heyecan vericiydi,” ifadesini kullanarak, yöntemin hastalık süreçlerini daha canlı ve güvenli şekilde analiz etme potansiyelini vurguladı.
KİŞİYE ÖZEL TEDAVİ İÇİN UMUT
Araştırma, sadece tümörlerin değil, birçok hastalığın seyrini anlık olarak izleyebilmek için yeni bir pencere açıyor. Geliştirilen sistem, canlı organizmalarda çalışabildiği için gerçek zamanlı tedavi gözlemleri ve ilaç taramaları açısından da son derece uygun. Çalışmanın başyazarı Yu Hu, bu yöntemi “PTM’lerin dinamik dünyasını aydınlatan, moleküler sinyalleri görünür biyolojik anlatılara çeviren” bir araç olarak tanımladı. Gelecek adımda, sistemin diğer modifikasyon türlerine ve insan kaynaklı organoid sistemlere uygulanması hedefleniyor. Bu da kişiselleştirilmiş tıbbın önünü açabilir.
DESTEK VE KATKI
Çalışma; SynthX Tohum Ödülü, Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIH), ABD Savunma Bakanlığı ve çeşitli vakıflar tarafından finanse edildi. Bu destekle geliştirilen sensör sistemi, yaşamın moleküler düzeydeki görünmez ritmini aydınlatma yolunda önemli bir adım olarak değerlendiriliyor.
