Yeni bir nanotüp seti, DNA’yı ve diğer moleküllerden herhangi birini, hücre ölümüne neden olmadan canlı bir hücreden çıkarabiliyor. Bu hücre biyopsisi dünyanın en küçük tıbbi operasyonu olarak gözüküyor.
sciencenews.org’a göre normalde tek bir hücrenin molekül içeriğini incelemek için geleneksel olan hücre biyopsisi yöntemi hücrenin bütünlüğünün bozulmasına neden oluyordu. Fakat bu süreç hücredeki moleküler yapının sadece anlık bir görüntüsünü sunuyordu. 3 Aralık’ta Nature Nanotechnology’de yayımlanan yeni nanotüpler hücre biyopsisi operasyonları konusunda yeni olanaklar tanıyacak gözüküyor. Bu nanotüp sağlıklı hücrelerin nasıl çalıştığını ve hastalıklı hücrelerdeki olumsuz durumların nedenlerini daha iyi anlamak açısından olumlu. Bunun için ise hücrelerin içinde neler olup bittiğine dair uzun süreli analizlere olanak sağlayabilir.
Nanotüp, iki karbon bazlı elektrotla kaplanmış, 100 nanometreden daha kısa ucu olan cam çubuktan oluşuyor. Oluşturulmuş olan bu cımbız benzeri yapıya elektrik voltajı uygulanıyor. Uygulamanın sonucunda elektrotların hemen yakınında güçlü bir elektrik alanı oluşuyor. Bu da cımbız ucunun yaklaşık 300 nanometre yakınındaki biyomolekülleri çekebilen bir etki oluşturuyor.
Bu 300 nanometre mesafede yakalanan materyaller, cımbız voltajı kesilene kadar molekülleri tutmaktadır. Araştırmacılar cımbızları aşırı hassasiyetle konumlandırabiliyorlar. Böylece belirli hücre bölümlerini delerek belirli molekülleri yakalıyor ve hücre biyopsisi yapabiliyorlar.
Nanotüp Nedir?
Hücre biyopsisi yeni bir teknik olarak bir çok çalışmada kullanılabilir
Imperial College London’daki kimyacı Joshua Edel ve meslektaşları, kemik kanseri hücreleri çekirdeklerinde bir uygulama gerçekleştirdiler. Uygulamada DNA’yı hücreden çıkarmak için cımbızlar aracılığı ile hücre biyopsisi yapıldı. Bu hücreler öldürülmeden gerçekleştirildi. Araştırmacılar, aynı zamanda, arter hücrelerinin stoplazmasından mRNA moleküllerini de çıkarabildiler.
Tek bir hücrede, bir saat arayla iki farklı noktadan mRNA çıkartma işlemi gerçekleştirildi. Bu da cımbızların aynı hücrede birden çok kez örnek toplamak için kullanılabileceğini doğruladı. Yeni nanotüp, bunun dışında fare beyinlerindeki sinir hücre biyopsisi ile mitokondri organelini de çıkarabildi.
Edel konuyla ilgili “Şimdiye kadar, tüm çalışmalarımız petri kaplarında yapıldı” dedi. Araştırmacılar, cımbızları sonraki aşamada doku örneklerinin içindeki hücreler üzerinde test etmeyi planlıyor.
Projede yer almayan Penn State’de biyomedikal mühendis olan Pak Kin Wong ise proje ile ilgili olarak şu ifadeleri kullandı:
“Bu çok güçlü bir tekniktir ve bir hücrenin içinde moleküler analiz için yeni olasılıklar ortaya çıkarıyor”
Örneğin bir hücrenin farklı bölümlerinden çeşitli proteinleri ve diğer biyomolekülleri yaşam süresi boyunca taramak mümkün olacak. Bu da moleküllerin bir hücredeki fonksiyonuna dair olumlu ve olumsuz yeni bilgiler sağlayabilir.
Hücre biyopsisi ile tek tek hücrelerin çekirdeklerinden DNA çıkarılması başka bir avantaj daha sunuyor. Bu da genetik materyalin hastalıkların altında yatan mutasyonlar için taranmasının mümkün olması. Ayrıca yeni teknik hücrelerin moleküler karakterini izlemek ve hücrelerin yeni ilaçlara nasıl tepki verdiğini ortaya çıkarabilir.
DNA ve moleküler biyoloji konusundaki yeni gelişmeler için 2. sayfaya geçiniz.
DNA konusundaki araştırmalar gün geçtikçe artıyor
Yakın zamanda Genetics’in Ekim sayısında yer alan bir araştırma yapılmıştı. Araştırmada makine öğrenimi yolu ile İngiltere’de yaklaşık 500.000 yetişkine ilişkin veri analiz edilmişti.
Geleneksel genetik testler, genellikle kişinin gen veya kromozomunda, hastalık ile ilişkili risk faktörü olabilecek değişiklik arıyordu. Hsu’nun yeni modelinde ise birçok genetik farklılık göz önüne alınmış ve on binlerce varyasyona dayanan bir öngörücü algoritma oluşturulmuştu.
Hsu bu DNA algoritması ile eskiden daha uzun süren veri değerlendirmenin daha kısa sürede gerçekleşeceğini belirtmiş ve bu algoritmanın ilacın yerine geçeceğini belirterek yaklaşık 50 $ ‘lık bir test ile, erken tedavi yoluna gidilerek tedavi maliyetlerinde milyarlarca dolar tasarrufa gidilebileceğini belirtmişlerdi.
DNA konusundaki tedirginlikler de gün geçtikçe artıyor
DNA konusundaki bu çalışmalar aynı zamanda kanaat önderleri tarafından da tedirginlikle karşılanıyor. Hawking ölmeden önce yazdığı bir yazısında moleküler biyoloji ve genetik alanındaki bu gelişmeler nedeniyle bir makale kaleme almıştı. Gelecek nesillerin ilerleyen dönemlerde alt nesillerinin genetik materyalleri konusunda da seçici davranacağını belirtmişti.
Sunday Times gazetesinde yayınlanan makalelere bir kitap için hazırlanmıştı. Bu yazılarında Hawking “Eminim ki bu yüzyılda insanlar saldırganlık zekası ve içgüdüsünün nasıl değiştirileceğini keşfedecek” diye yazmıştı. Aynı zamanda ünlü bilim insanı şu ifadeleri kullanıyordu:
“Kanunlar muhtemelen insan genetik mühendisliğinin karşısında yer alacak. Ancak bazı insanlar, bellek, hastalıklara karşı direnç ve yaşam süresi gibi insan özselliklerinin iyileştirilmesi cazibesine karşı koyamazlar. ”
Büyük Sorulara Verilen Kısa Yanıtlar’da, Hawking’in evrendeki son düşünceleri tedirgin ediciydi. O zengin insanların kısa sürede gelişmiş hafıza, hastalık direnci, zeka ve uzun ömürlü süper insanlar oluşturmak için genetik düzenlemeyi seçebileceklerini öne sürmüştü.