Protein molekülleri şarkı söyleyecek

HABER: AYŞE BAŞAK

Yararlı özelliklere sahip olabilecek yepyeni bir protein türü oluşturmak ister misiniz? Hiç sorun değil, sadece biraz müzik bilgisi yeterli. Öyleyse, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden Çevre Mühendisliği Bölümü Başkanı Prof. Markus Buehler ve Doktor Chi Hua Yu’nun birlikte geliştirdiği sisteme biraz yakından bakalım.

Bilim ve sanatın şaşırtıcı evliliği sonucunda, MIT’deki araştırmacılar, tüm canlıların temel yapı taşları olan proteinlerin moleküler yapılarını, müzikal geçitlere benzeyen duyulabilir sese dönüştürmek için bir sistem geliştirdiler. Sonra süreci tersine çevirerek, müziğe bazı varyasyonlar ekleyip doğada daha önce hiç görülmemiş yeni proteinler elde etmeye çalıştılar.

BU BİR BETA SARMA

Moleküllerin fiziksel özelliklerini kullanarak bir proteine ait amino asit dizisini müzik dizisine çevirmenin sistematik bir yolunu bulan araştırmacılar, her bir amino asit molekülünün gerçek titreşim frekanslarını kuantum kimyasındaki teorileri kullanarak hesaplayıp bu sesleri insanların duyulabileceği ton aralığına getirdiler. Böyle bir ölçek, Batı müzik geleneğine alışmış insanlara yabancı gelse bile dinleyiciler sesleri öğrendikten sonra ilişkileri ve bu ilişkiler arasındaki farklılıkları kolayca tanıyabiliyorlar. Buehler, ortaya çıkan melodileri dinledikten sonra, şimdi spesifik yapısal fonksiyonlara sahip proteinlere karşılık gelen bazı amino asit dizilerini ayırt edebildiğini söylüyor. “Bu bir beta sarma” veya “bu bir alfa sarmalı” diyebiliyor.

PROTEİN DİLİNİ ÖĞRENMEK

Buehler’in açıkladığı bütün kavram, proteinleri ve geniş çeşitlilikteki varyasyonlarını anlamada daha iyi bir yol göstermesi ile ilgili. Proteinler; derinin, kemiğin ve kasın yapısal materyalini oluşturur. Aynı zamanda enzimler, sinyal kimyasalları, moleküler anahtarlar ve tüm canlıları oluşturan diğer fonksiyonel materyallerin bir kısmını da oluşturuyor. Ancak bu yapılar oldukça karmaşıklar. Buehler, “Kendi dilleri var ve nasıl çalıştığını bilmiyoruz. Bir ipek proteinini neyin ipek proteini yaptığını bilmiyoruz. Kodu bilmiyoruz” diyor. Bu dil sayesinde Buehler ve ekibi yeni bakış açıları kazanmayı umuyorlar. Farklı protein aileleri ve varyasyonları arasındaki ilişkiler ile yapılar ve fonksiyonlarının olası birçok şeklini incelemeye fırsat bulacaklarını düşünüyorlar.

PROTEİNLERİ BESTELEMEK

Araştırma ekibi ayrıca, bu yeni 20 ton müzikal skalayı tanımlayan amino asitlerin seslerinden geliştirilen müzikal besteler de yarattı. Yaptıkları sanat eserleri, tamamen amino asitlerden üretilen seslerden oluşuyor. Buehler, “Kullanılan bu yeni ses kaynağının yaratıcı bir platform olarak nasıl kullanılabileceğini gösteren sentetik veya doğal enstrümanlar yok” diyor. Hem doğal olarak var olan proteinlerden hem de sistem tarafından üretilen proteinlerden türetilen müzikal motifler, bas veya davul seslerine benzeyenler de dahil olmak üzere tüm sesler, amino asitlerin yapılarından ilham ile üretiliyor. Araştırmacılar, amino asitlerin seslerini çalmak ve protein sekanslarını müzikal kompozisyonlar olarak kaydetmek için Amino Asit Sentezleyici adlı ücretsiz bir Android akıllı telefon uygulaması geliştirdiler.

San Diego’daki Kaliforniya Üniversitesi’nden Dr. Meyers, “Hayal gücünün müziğe odaklanması yeni ve ilgi çekici bir yön. Bu duyduğum en iyi deneysel müzik çünkükalbimizin nabzı dahil tekrarlayan sesler hayatın ritminin ilk kaynağıdır. Markus, yaşamın yapıtaşları olan amino asitlerin ritimlerini çıkarmak için müzik eşliğinde nano uzaya indi” diyerek çalışmanın önemini açıklıyor.

YARAYI KAPATIP BAKTERİ ÜREMESİNİ ÖNLÜYOR

Mekanik olarak aktif, esnek veya sert, yapışkanlı ve antimikrobiyal aktif pansuman yaparak yara iyileşmesini hızlandıran,ısıya duyarlı hidrojeller (AAD) olarak isimlendirilen yeni bir yaklaşım gündemde. Harvard Üniversitesi’ndeki Wyss Biyolojik Müdahale Mühendisliği Enstitüsü ve McGill Üniversitesi’ndeki araştırmacılar tarafından oluşturulan AAD’ler, hızlıca yaraları kapatıp bakteri üremesini önleyebiliyor. Prof. Robert P. Pinkas, “Bu teknoloji sadece cilt yaralanmaları için değil aynı zamanda diyabetik ülserler, baskı yaraları gibi kronik yaralar ve ilaç dağıtımı için kullanılabilir” diyor.

Montreal’deki McGill Üniversitesi’nde meslektaşları ile birlikte çalışan Harvard Üniversitesi’ndeki bilim insanları, embriyonik deri hücrelerinin, fetüsün gelişiminde bir noktaya kadar gerçekleştirdiği iyileştirmeyi, bir bandajda taklit etmeye başladılar. Elde edilen aktif yapışkan bandaj, gümüş nanopartiküller ve ‘PNIPAm’ olarak adlandırılan ısıya dayanıklı bir polimer eklenmiş bir yosun türevi olan yapışkan aljinat hidrojelden yapılmış. Bu polimer suyu geçirmemekle kalmıyor, aynı zamanda 32 °C sıcaklıkta hapsediliyor.

Hidrojel bir yaraya uygulandığında, cilde kuvvetli bir şekilde yapışıyor. Daha sonra vücut ısısı PNIPAm’ı ısıtıyor ve jelin büzülmesine neden oluyor. Bandajın yapıştırıldığı cilt de bu sayede yarayı hızlı ve etkili bir şekilde kapatıyor. Potansiyel olarak enfeksiyona neden olan bakterilerin çoğu da gümüş nanopartiküller tarafından öldürülüyor.

07 Ağustos 2019 Çarşamba

Etiketler : Teknoloji