Bilim insanları, güneş enerjisiyle havadan verimli bir şekilde su toplayan sistem geliştirdi.

Suudi Arabistan’daki Kral Abdullah Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, sık bakım gerektirmeden, güneş ışığını kullanarak havadan su toplayabilen bir sistem geliştirdi. 

Suudi Arabistan’daki Kral Abdullah Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nden (KAUST) bir araştırmacı ekibi, sık sık manuel bakım gerektirmeden havadan su toplayabilen bir sistem geliştirdi. Pasif olarak çalışan sistem, güneş ışığını kullanarak havadaki suyu yakalayabiliyor.4Saatte 0,65 litre su üretebiliyor

Arastımacılar, Güneş Enerjili Atmosferik Su Çıkarma (SAWE) yöntemini kullanıp tasarımı iyileştirerek, standart güneş ışığı ve %90 nem altında saatte metrekare başına 0,65 litre tatlı su üretmeyi başardı. Araştırmacılar, sistemin %40 kadar düşük nem oranına sahip bölgelerde çalışabildiğini belirtiyor. Sistem, su kıtlığı olan bölgelerden şebekeden bağımsız tatlı su üretimi ve tarımda sulama amacıyla geliştirildi.

Havadan su toplama konsepti ve teknolojisi yeni olmasa da, mevcut güneş enerjisiyle çalışan sistemlerin hantal olduğu belirtiliyor. Güneş enerjisiyle çalışan toplayıcılar iki aşamalı bir döngüyü takip ediyor. Su, önce emici bir madde aracılığıyla havadan çekiliyor ve doygun hale geldiğinde sistem kapatılıyor. Sonra da suyu elde etmek için güneş ışığıyla ısıtılıyor. Ekibe göre, iki işlem arasında geçiş yapmak için hem fiziksel iş hem de bir anahtarlama sistemi gerekiyor. Bu da karmaşıklığı ve maliyeti arttırıyor.

Bitkilerden ilham aldılar

KAUST’ta geliştirilen yeni toplama cihazında ise ikisine de ihtiyaç duyulmuyor. Bunun yerine, iki aşama arasında pasif bir şekilde geçiş yapılarak, yardım almadan sürekli olarak çevrim yapılabiliyor. Ekip, sistemi geliştirirken doğadan ilham aldıklarını ve bitkilerin suyu köklerinden yapraklarına verimli bir şekilde taşıdıkları özel yapıları taklit ettiklerini söylüyor.

Araştırmacılar, atmosferik suyu yakalamak ve tatlı su üretmek için oldukça önemli olan toplu taşıma köprüleri adı verilen bir sistem geliştirdi. Bu köprüler, suyu emen bir tuz çözeltisiyle dolu dikey mikro kanallardan oluşuyor. Su açısından zengin çözelti, suyun bitki gövdelerinden yukarı hareket etmesine benzer şekilde kılcal etki yoluyla kanallardan yukarı çekiliyor. Çözelti yoğunlaştıkça, geri aşağı doğru yayılıyor ve süreç tekrarlanarak daha fazla su toplanıyor. Araştırmacılara göre, yenilikçi tasarım, su yakalama için açık bölümü, tatlı su üretimi için kapalı bölümle verimli bir şekilde birleştiriyor.

Ekip tarafından yürütülen deneyler, Suudi Arabistan koşullarında metrekare başına yazın günde 2 ila 3 litre, sonbaharda ise günde 1 ila üç litre su ürettiğini ortaya koydu. Üstelik sistem birkaç hafta boyunca bakıma gereksinim duymadan çalışmayı başardı. Ek olarak araştırmacılar, sistemin çöl bitkileri ve Çin lahanasının sulanması için doğrudan bir kaynak olarak kullanılabileceğini gösterdi.

Araştırmacılar geliştirdikleri sistemde, su emici bir kumaş, düşük maliyetli bir higroskopik tuz ve plastik bazlı bir çerçeve kullandılar. Malzemeleri uygun fiyatlı ve bulunabilir olmaları nedeniyle seçtiklerini, bu nedenle düşük gelirli bölgelerde büyük ölçekli uygulamalar için maliyetin düşük olacağını belirtiyorlar.

Kaynak ve devamını okuman için : Güneş enerjisiyle havadan su toplama sistemi geliştirildi | DonanımHaber (donanimhaber.com)

Ay toprağından su elde etmenin yolu bulundu!

Çinli bilim insanları Ay’ın toprağından su çıkarmak için bir yöntem bulduklarını açıkladılar. Ortaya konan bu devrimsel yöntem Ay’da bir araştırma üssü kurmak için hayati bir adım olabilir.

Çinli bilim insanları, Ay’ın yüzeyindeki topraktan su çıkarmanın bir yolunu keşfettiklerini açıkladılar. Bu yöntem, Ay’da bir araştırma üssü inşa etme yolunda önemli bir adım olarak değerlendiriliyor. Çin Bilimler Akademisi (CAS) tarafından “son derece pratik” olarak tanımlanan bu teknik, toprağın yüksek sıcaklıklarda ısıtılmasıyla hidrojen ve oksijenin ayrıştırılmasına dayanıyor. Bu yeni yöntem, daha önceki su arama çalışmalarının odaklandığı doğal su kaynakları yerine, Ay toprağındaki minerallerden su üretmeyi hedefliyor.

Çin’in 2020 yılında Chang’e-5 sondası tarafından Ay’dan getirilen toprak örnekleri üzerinde yapılan araştırmalar sonucunda, özellikle ilmenit gibi oksit minerallerinin, Güneş rüzgarına maruz kalma sürecinde büyük miktarda hidrojen depoladığı tespit edildi. Araştırmacılar, bu minerallerin yüksek sıcaklıklarda demir oksitlerle kimyasal reaksiyona girerek su, demir ve seramik cam ürettiğini belirttiler. Aktarılanlara göre sıcaklık 1000 dereceyi aştığında ise toprak erimeye başlıyor ve su buharı açığa çıkıyor.

Çin’in 2020 yılında Chang’e-5 sondası tarafından Ay’dan getirilen toprak örnekleri üzerinde yapılan araştırmalar sonucunda, özellikle ilmenit gibi oksit minerallerinin, Güneş rüzgarına maruz kalma sürecinde büyük miktarda hidrojen depoladığı tespit edildi. Araştırmacılar, bu minerallerin yüksek sıcaklıklarda demir oksitlerle kimyasal reaksiyona girerek su, demir ve seramik cam ürettiğini belirttiler. Aktarılanlara göre sıcaklık 1000 dereceyi aştığında ise toprak erimeye başlıyor ve su buharı açığa çıkıyor.

1 ton Ay toprağından 50 litre su çıkıyor

Bilim insanları, bu yöntemi gerçekleştirmek için Ay toprağını odaklanmış güneş ışığı ile eritme fikrini önerdi. Üretilecek demirin ise Ay’da elektronik ekipman yapımında kullanılabileceği, eriyen toprağın ise inşaat malzemesi olarak değerlendirilebileceği ifade edildi. Ancak, bu yöntemin uygulanabilirliği için sonraki Chang’e misyonlarının daha fazla inceleme yapması gerektiği de vurgulandı.

Bu yenilikçi çalışma, CAS tarafından gelecekteki “Ay araştırma istasyonları ve uzay istasyonlarının inşası için bir tasarım temeli sağlayabileceği” olarak değerlendiriliyor. Ay’da su arama çalışmaları, bilim insanlarının uzun süredir üzerinde çalıştığı bir konu. Özellikle Ay’ın güney ve kuzey kutuplarında doğal halde buz bulunabileceğine inanılıyor. Ancak, Çin’in Chang’e-5 misyonu tarafından getirilen örneklerde su içeriğinin oldukça düşük olduğu ve bu suyu çıkarmanın zor olduğu belirtildi.

Önümüzdeki yıllarda su arama çalışmaları, Rusya’nın Luna 26 yörünge aracı ve Çin’in 2026 yılında Ay’ın güney kutbuna iniş yapması planlanan Chang’e-7 misyonu gibi çeşitli görevlerle devam edecek. NASA’nın VIPER ay gezgini projesi maliyet sorunları nedeniyle iptal edilmiş olsa da, ajans su arayışını diğer yöntemlerle sürdürmeyi planlıyor. Ay’ın güney kutbundaki yoğun buzun uzay araçları için yakıt kaynağı olarak da kullanılması planlanıyor.

Kaynak ve devamını okuman için : Ay toprağından su elde etmenin yolu bulundu! | DonanımHaber (donanimhaber.com)

Yaşayan plastik: Atıklar için yeni bir biyolojik çözüm olabilir…

Bilim insanları, plastik kirliliğine karşı yeni bir çözüm geliştirdi. Yaşayan plastik adı verilen bu madde, çevreye zarar vermeden keni kendini yok edebiliyor. İşte detaylar:

Son zamanlarda plastik kirliliği, dünyamızın en büyük sorunlarından biri haline geldi. Okyanuslardan toprağa kadar her köşeye yayılan plastik atıklar, hem ekosistemleri tehdit ediyor hem de insan sağlığını riske atıyor. Ancak bilim insanları, bu soruna çığır açacak yeni bir çözüm geliştirmiş olabilirler.

İşte kendi kendini yok edebilen yaşayan plastik:

Araştırmacıların yaşayan plastik olarak adlandırdıkları bu yeni malzeme, içinde özel olarak yetiştirilen bakterileri barındırıyor. Bu bakteriler, belirli koşullar altında aktif hale gelerek plastiği parçalayan özel enzimler üretiyor. Tıpkı bir tohumun toprağa düşüp bitkiye dönüşmesi gibi, bu bakteriler de plastik içinde uyuyor ve uygun ortam bulunca uyanıyor.

Çin Bilimler Akademisi’nden bilim insanları, bu araştırma kapsamında lipaz BC olarak bilinen plastik parçalayıcı bir enzim salgılamak üzere genetik olarak tasarlanmış bir Bacillus subtilis bakteri türü yarattı. Bu bakteriler sonrasında ağır metal iyonlarına maruz bırakılarak spor haline getirildi. Sonrasında ise araştırmacılar, bu sporları plastik malzemeye eklediler ve plastik, belirli bir süre veya özel bir tetikleyiciyle karşılaştığında bu sporlar aktifleşti. Sporlardan çıkan bakteriler ise plastik moleküllerini parçalayarak tamamen doğal maddelere dönüştü.

Sonuç olarak, bilim insanlarının geliştirdiği yaşayan plastik, plastik kirliliğiyle mücadelede umut veren bir çözüm. Ancak canlı plastiğin, enzim tarafından ne ölçüde parçalandığını belirlemek için daha fazla araştırma yapılması gerekmekte. 

Kaynak ve devamını okuman için : Yaşayan plastik: Atıklar için yeni bir biyolojik çözüm olabilir | DonanımHaber (donanimhaber.com)

Tıpta devrim: Saç teli kalınlığında süper ince bataryalar geliştirildi.



MIT araştırmacıları hücre boyutundaki robotlara güç verebilecek küçük bir batarya geliştirdi. Yeni çinko-hava batarya sadece saç teli kalınlığında ve tıpta bir devrim yaratabilir.

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) mühendisleri, hücre boyutunda, otonom robotların enerji ihtiyaçlarını karşılayacak kadar küçük ve etkili bir batarya tasarladı. Bu yeni teknoloji, insan vücuduna ilaç taşıyan robotlar ya da gaz boru hatlarındaki sızıntıları tespit eden cihazlar gibi birçok alanda devrim yaratabilir.

Saç teli kalınlığında batarya

Mühendisler tarafından geliştirilen bu “çinko-hava batarya”, bir kum tanesinden daha küçük olup, sadece 0,1 milimetre uzunluğunda ve 0,002 milimetre kalınlığında, yani bir insan saçının kalınlığına eşdeğer. Bu minik batarya, havadan oksijen alarak çinko maddesini oksitlemekte ve 1 volt potansiyelinde bir akım üretmekte. Bu enerji miktarının küçük bir devreyi, sensörü ya da aktüatörü çalıştırmak için yeterli olduğu belirtiliyor.

MIT Kimya Mühendisliği Bölümü’nde öğretim üyesi olan Michael Strano, bu yeniliğin robotik alanında önemli bir dönüm noktası olacağını belirtiyor. Strano’nun laboratuvarı, yıllardır çevresel uyarıcılara tepki verebilen küçük robotlar üzerinde çalışıyor. Ancak bu tür robotların geliştirilmesindeki en büyük zorluk, yeterli enerji kaynağının sağlanmasıydı. Diğer araştırmacılar, güneş enerjisiyle çalışan mikroskobik cihazlar geliştirmişti, ancak bu cihazların sürekli olarak bir lazer veya ışık kaynağına bağlı olması gerekiyordu.

Strano, daha bağımsız robotlar geliştirmek için laboratuvarında çinko-hava bataryalar kullanmayı tercih etti. Çinko-hava bataryalar, yüksek enerji yoğunluğu sayesinde uzun ömürlü olmalarıyla bilinir ve genellikle işitme cihazlarında kullanılır. Ekibin tasarladıkları batarya, mikroelektronik için yaygın olarak kullanılan SU-8 adlı bir polimer şeridine gömülü platin elektroda bağlı bir çinko elektrottan oluşuyor. Bu elektrotlar havadaki oksijen molekülleriyle etkileşime girdiğinde, çinko oksitleniyor ve platin elektroda akan elektronları serbest bırakarak bir akım oluşturuyor.

Araştırmada, bu bataryanın bir aktüatörü (çalışma özelinde bir robot kolunu) çalıştıracak kadar enerji sağlayabildiği gösterildi. Ayrıca, bataryanın elektriksel dirençlerini çevresel kimyasallara göre değiştiren sensörler gibi bileşenleri de çalıştırabileceği kanıtlandı.

Hedef: insan vücuduna enjekte edilebilen robotlar

Bu çalışmada araştırmacılar bataryalarını harici bir cihaza bağlamak için bir kablo kullandılar, ancak gelecekteki çalışmalarında bataryanın bir cihaza dahil edildiği robotlar yapmayı planlıyorlar.

Bu çalışmalar, insan vücuduna enjekte edilebilecek, belirli bir hedefe ulaştığında ilaç salabilen küçük robotların tasarlanmasını içeriyor. Vücutta kullanılacak bu cihazların, ihtiyaç kalmadığında kendiliğinden parçalanabilecek biyouyumlu malzemelerden yapılması öngörülüyor. Araştırmacılar ayrıca bataryanın voltajını artırarak yeni uygulamalara kapı açmayı hedefliyor. Ancak bataryanın potansiyelini tam olarak gerçekleştirebilmesi için mevcut robotik teknolojilerle entegre edilebilmesini sağlayacak uyumlu sistem ve arayüzlerin geliştirilmesi gerekiyor.

Kaynak ve devamını okuman için : Saç teli kalınlığında süper ince bataryalar geliştirildi | DonanımHaber (donanimhaber.com)

Türkler ilk defa uzayda test edecek… Çalışmalar başladı!

Türkiye’nin ilk insanlı uzay görevinde gerçekleştirilecek deneyle uzay koşullarında bitkilere genetik müdahale yapılacak.

Türkiye’nin ilk insanlı uzay görevi sırasında gerçekleştirilecek projede, uzay ortamında bitkilere genetik müdahale yapılacak ve bu müdahalenin verimi gözlemlenecek.

Cumhuriyet’in 100’üncü yılında gerçekleştirilecek uzay yolculuğunda, uzay yolcusu, üniversite ve araştırma kurumları tarafından hazırlanan 13 farklı deney gerçekleştirecek.

Türkiye Uzay Ajansı (TUA) ve TÜBİTAK Uzay Teknolojileri Araştırma Enstitüsü tarafından belirlenen deneylerden biri de “Mikro Yer Çekimi Altında Bitkilerde CRISPR Gen Düzenleme Verimliliğinin Araştırılması” başlıklı çalışma olacak. Proje ile moleküler biyolojinin modern gen düzenleme tekniklerinden biri olan CRISPR tekniğinin mikro yer çekimi ortamında bitkiler üzerindeki etkinliğinin araştırılması, gen aktarımı ve genetik müdahalenin uzayda yapılıp yapılamayacağının test edilmesi amaçlanıyor.

Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü doktora öğrencisi Tuğçe Celayir’in yürütücülüğünü üstlendiği projede aynı bölümden Doktor Öğretim Üyesi Şenay Vural Korkut ile lisans öğrencisi Sıla Yigit ve Dünyadaki Mars Projesi (Mars on Earth Project (MoEP) kurucularından Ruha Uslu yer alıyor.

İLK TÜRK UZAY YOLCUSU İLE YER ÇEKİMSİZ ORTAMDAKİ DENEYLER HAYATA GEÇİRİLECEK

Laboratuvar çalışmalarına bu yılın mart ayında başlanan projenin bir sonraki safhasında, ilk Türk uzay yolcusu ile yer çekimsiz ortamdaki deneyler hayata geçirilecek.

AA muhabirine projenin detaylarını anlatan Celayir, proje kapsamında uzay koşullarında bitkilerin üzerinde genetik müdahaleyi ve bu müdahalenin verimini araştırdıklarını söyledi.

Önceliklerinin uzay platformunda gerçekleşecek deneylerin moleküler seviyedeki analizlerinin gerçekleştirilmesi, proje kapsamında gönderilecek tüm materyallerin hazırlanması ve optimizasyonların gerçekleştirilmesi olduğunu belirten Celayir,“Projemizde bitkilere yapacağımız genetik müdahale ile sağlığını iyileştirmeye yönelik ileride yapılacak çalışmaları da destekleyecek şekilde ilk defa bir analizin yapılmasına odaklanıyoruz. Mikro yer çekiminde bu analiz yapılabilir mi? Bu uygulama yapılabilir mi? Aslında bu soruların cevaplarını arıyoruz.” dedi.

Kaynak ve devamını okuman için : Türkler ilk defa uzayda test edecek… Çalışmalar başladı! – Resim 11 (haber7.com)

Hesaplama ve Kimyada Öz Organizasyon: Simya’ya Dönüş

Yaşam gibi karmaşık uyarlanabilir sistemler basit bileşen parçalarından nasıl ortaya çıkar? 1990’larda Walter Fontana ve Leo Buss, bu soruya, hesaplamanın resmi bir modeline dayanan yeni bir modelleme yaklaşımı önerdiler.λkalkülüs. Model, kombinasyonel olarak büyük bir olasılıklar alanına yerleştirilmiş basit kuralların, biyokimyasal reaksiyon ağlarını anımsatan karmaşık, dinamik olarak kararlı organizasyonlar üretebileceğini gösterdi. Burada, son otuz yıldır yeterince incelenmemiş olan AlChemy adlı bu klasik modeli yeniden ele alıyoruz. Orijinal sonuçları yeniden üretiyoruz ve bugün mevcut olan daha büyük bilgi işlem kaynaklarını kullanarak bu sonuçların sağlamlığını inceliyoruz. Analizimiz, sistemin beklenmedik birkaç özelliğini ortaya koyuyor ve dinamik sağlamlık ile kırılganlığın şaşırtıcı bir karışımını gösteriyor. Özellikle, karmaşık, kararlı organizasyonların daha önce beklenenden daha sık ortaya çıktığını, bu organizasyonların önemsiz sabit noktalara çökmeye karşı dayanıklı olduğunu, ancak bu kararlı organizasyonların daha yüksek mertebeden varlıklara kolayca birleştirilemediğini buluyoruz. Ayrıca, modelde kullanılan rastgele üreteçlerin oynadığı rolü inceliyoruz, iki rastgele ifade üreteci tarafından üretilen nesnelerin ilk dağıtımını ve sonuçlar üzerindeki sonuçlarını karakterize ediyoruz. Son olarak, yazılmış ifadelere dayalı modelin bir uzantısının nasıl olduğunu gösteren yapıcı bir kanıt sunuyoruz.λhesaplama, herhangi bir olası kimyasal reaksiyon ağındaki keyfi durumlar arasındaki geçişleri simüle edebilir ve böylece AlChemy ile kimyasal reaksiyon ağları arasında somut bir bağlantı olduğunu gösterir . AlChemy’nin modern programlama dillerinde kendi kendini örgütlemeye ve yaşamın kökenine yönelik nicel yaklaşımlara olası uygulamalarının tartışılmasıyla sonuca varıyoruz.

Kaynak ve makalenin tamamını okumak için linke tıklayın: https://arxiv.org/html/2408.12137v17

p53 Döngüsünde Ekstrinsik Dalgalanmalar

Manuel Eduardo Hernández-García , 

Mariana Gómez-Schiavon , 

Jorge Velázquez-Castro

Konular: Moleküler Ağlar (q-bio.MN)

Dalgalanmalar biyolojik sistemlere özgüdür, moleküler etkileşimlerin stokastik doğasından kaynaklanır ve sistem davranışının, kararlılığının ve sağlamlığının çeşitli yönlerini etkiler. Bu dalgalanmalar, sistemin içsel yapısı ve dinamiklerinden kaynaklanan içsel ve sıcaklık değişimleri gibi dışsal faktörlerden kaynaklanan dışsal olarak kategorize edilebilir. Bu dalgalanmalar arasındaki etkileşimi anlamak, biyolojik olgular hakkında kapsamlı bir anlayış elde etmek için çok önemlidir. Ancak, bu etkileri incelemek önemli hesaplama zorlukları ortaya çıkarır. Bu çalışmada, stokastik sistemlerdeki dışsal dalgalanmaların etkisini, Ana Denklemi stokastik parametrelerle çözmek yerine sıradan diferansiyel denklemler kullanarak analiz etmek için yeterince araştırılmamış bir metodoloji kullandık. Sıcaklık dalgalanmalarını reaksiyon hızlarına dahil ederek, dışsal faktörlerin sistem dinamikleri üzerindeki etkisini araştırdık. Bir ana denklem oluşturduk ve ilk iki anın dinamikleri için denklemleri hesapladık, bu da kimyasal ana denklemi doğrudan çözmeye kıyasla hesaplama verimliliği sunuyor. Bu yaklaşımı, p53 modeline ve sıcaklık kaynaklı dışsal dalgalanmalara verdiği tepkiye odaklanarak biyolojik bir osilatörü analiz etmek için uyguladık. Bulgularımız, dışsal dalgalanmaların biyolojik sistemlerdeki salınımların doğası üzerindeki etkisini, salınım davranışındaki değişikliklerin dışsal dalgalanmaların özelliklerine bağlı olduğunu vurgulamaktadır. p53 konsantrasyon döngüsünün salınım genliğinde ve frekansında artış gözlemledik. Bu çalışma, dışsal dalgalanmaların biyolojik salınımlar üzerindeki etkilerine ilişkin değerli bilgiler sunmakta ve sağlık sorunlarıyla ilgili istenmeyen senaryoları önlemek için bunları daha karmaşık sistemlerde dikkate almanın önemini vurgulamaktadır.

Kaynak: https://arxiv.org/list/q-bio.MN/new

Tek hücreli transkriptomik veri analizinde kullanılan algoritmaların karşılaştırılması

Cafer Isbarov , 

Elmir Mahammadov

Yorumlar: Elmi Spektr Öğretmenlik Programı 2021, staj raporu

Konular: Genomik (q-bio.GN)

Tek hücre analizi, “omik” çalışmalarında giderek daha da önemli bir yaklaşım haline geliyor. Son on yılda, kanser biyolojisi, sinir bilimi ve özellikle gelişim biyolojisi dahil olmak üzere çeşitli alanlara uygulandı. Bu popülerlik artışına, modern yazılımların yaratılması, yeni hatların geliştirilmesi ve yeni algoritmaların tasarlanması eşlik etti. Birçok yerleşik algoritma da farklı etkinlik seviyelerinde uygulandı. Şu anda, genel iş akışının tüm adımları için bol miktarda algoritma bulunmaktadır. Bazı bilim insanları hazır hatları kullanırken (Seurat gibi), daha fazla esneklik sağladığı için manuel analiz de popülerdir. Kendi analizlerini gerçekleştiren bilim insanları, algoritma seçimi söz konusu olduğunda birden fazla seçenekle karşı karşıyadır. En yaygın kullanılan algoritmalardan bazılarını test etmek için iki farklı veri kümesi kullandık. Bu makalede, aralarındaki temel farkları bildireceğiz, her adım için asgari sayıda algoritma önereceğiz ve önerilerimizi açıklayacağız. Belirli aşamalarda, daha fazla bağlam olmadan net bir seçim yapmak imkansızdır.

Kaynak ve bilgilendirme notunun devamını okumak için linke tıklayın: https://arxiv.org/list/q-bio.GN/new

Balık Derisi Bandajları: Yara iyileşmesini hızlandırmanın doğal bir yolu

Bu konuk yazısında Mae Staples , balık derisinin yara iyileşmesinin anahtarı olabileceğini ele alıyor.

Elinizde bir kesik mi var? İlaç dolabındaki bir bandaj kutusuna veya bir rulo gazlı beze uzanmanız olasıdır. Peki ya o yarayı kapatmak için biraz balık derisi proteini ne olacak? Kulağa Küçük Deniz Kızı’ndan fırlamış bir çare gibi gelebilir , ancak aslında Çin’deki araştırmacılar yakın zamanda Tilapia balığından elde edilen kolajenin sıçanlarda yara iyileşmesini önemli ölçüde hızlandırdığını keşfettiler. Zhou ve arkadaşları

yara iyileşmesi denizine dalmadan önce bile , kolajenin cilt yenilenmesini desteklemek için kullanımı iyi biliniyordu. Kolajen, insan vücudundaki bağ dokularındaki ana yapısal proteinlerden biridir. Domuz ve inek kolajen proteinleri geçmişte yara iyileşmesini başarıyla desteklemek için kullanılmıştır, ancak bu memeli türlerinden hastalık etkenlerinin bulaşma riski, tıbbi alanda daha geniş uygulamaları engellemektedir. İşte balık derisi tam da burada devreye giriyor. Balıkları etkileyen hastalıklar ve bakteriler çoğu insan patojeninden farklıdır ve balık derisi de bandaj üretimi için ucuz ve kolayca bulunabilen bir malzemedir. Balık derisi kolajeninin çok yönlülüğünü göz önünde bulundurarak, araştırmacılar proteinin mükemmel bir termo-stabiliteye ve çekme mukavemetine sahip olduğunu belirttiler. Bu, bandajın cilde yapışmasını ve vücut hareketlerine uyum sağlamasını sağlar. Ek olarak, Tilapia kolajeninin, cilt yara iyileşmesi ve bağışıklık tepkisi için önemli olan iki hücre türünden biri olan keratinositlerin in vitro büyümesini desteklediği gösterilmiştir. İkinci hücre türü dermal fibroblastlar olarak bilinir. Bu hücrelerin yara bölgesine göçü, epitel hücre bölünmesini artırmaya yardımcı olur ve dermal fibroblastlar ayrıca yara iyileşmesini desteklemek için sitokin sinyalleri salgılar.

Zhou ve arkadaşları deneylerine kimyasal saflaştırma yöntemleriyle Tilapia derisinden kolajen çıkararak başladılar. Daha sonra proteini bir kolajen “süngeri” olarak adlandırılan bir nanofiber matrise dönüştürdüler. Araştırmacılar, yapı analizi ve gen dizilimi yoluyla kolajenin yüksek bir denatürasyon sıcaklığına sahip olduğunu ve böylece çevresel dalgalanmalar altında bile benzersiz üçlü sarmal şeklini koruduğunu kaydettiler. Bu veriler, insan derisinin sıcaklığı değişebildiğinden, kolajen bazlı Band-Aid’lerin tıbbi uygulamaları için umut vericidir. Farklı cilt koşullarına uyum sağlayabilen ve yine de yerinde kalabilen bir malzeme, bandaj tasarımının ayrılmaz bir parçasıdır.

Kolajen matrisinin deride kalabileceğini belirledikten sonra, Zhou ve arkadaşları dikkatlerini yabancı protein tarafından teşvik edilen bağışıklık tepkisine odakladılar. Önceki çalışmalarda, sığır kolajeni insan derisine uygulandığında aşırı duyarlılığa ve bazı hastalarda antikor seviyelerinin artmasına neden olmuştur. Tilapia kolajeninin bağışıklık özellikleri bu çalışmadan önce hiç test edilmemişti.

Dalak, insan vücudundaki en büyük bağışıklık organlarından biridir ve ayrıca B ve T lenfositleri içerir. Bu özel bağışıklık hücreleri yabancı antijenleri veya “işgalcileri” tanır ve hızlı bir hücresel tepkiyi aracılık eder. Bu bağışıklık özellikleri nedeniyle, araştırmacılar Tilapia kolajenine karşı bağışıklık tepkisini test etmek için sıçanlardan alınan dalak hücre kültürlerini kullandılar. İn vitro teknikleri, fark edilebilir bir bağışıklık tepkisinin tetiklenmediğini gösterdi. B ve T lenfositleri, kolajen süngeri eklendiğinde bile normal seviyelerde kaldı.

Balık derisinin hücre kültürlerinde umut verici sonuçlar vermesiyle, Zhou ve arkadaşları daha sonra canlı hayvan deneylerine yöneldi. Bandajlar tıbbi bir bağlamda insanlarda kullanılacağından, canlı organizmalarda farklı bir bağışıklık tepkisi üretilip üretilmediğini görmek istediler. Bu, araştırmacıların yara iyileşirken hiçbir zararlı küçük molekülün sinir sistemine girmediğinden emin olmak için canlı dokulardaki kolajen süngerinin bozulmasını incelemelerine olanak tanıdı.

Kaynak ve yazının devamını okumak için linke tıklayın: https://www.nature.com/scitable/blog/student-voices/fish_skin_bandaids_a_natural/

Hücre Biyolojisi

Editör(ler):  Nick Bisceglia |  

Hücre biyolojisi, hücre yapısı ve işlevini inceleyen bir bilimdir ve hücrenin yaşamın temel birimi olduğu kavramı etrafında döner. Hücreye odaklanmak, hücreleri oluşturan dokular ve organizmalar hakkında ayrıntılı bir anlayışa izin verir. Bazı organizmaların yalnızca bir hücresi vardır, diğerleri ise çok sayıda hücreden oluşan işbirlikçi gruplar halinde organize olmuştur. Genel olarak, hücre biyolojisi, tüm hücreler tarafından paylaşılan en genel özelliklerden, uzmanlaşmış hücrelere özgü benzersiz, oldukça karmaşık işlevlere kadar bir hücrenin yapısı ve işlevine odaklanır.



Bu disiplinin başlangıç ​​noktası 1830’lar olarak düşünülebilir. Bilim insanları yüzyıllardır mikroskop kullanıyor olsalar da, her zaman neye baktıklarından emin değillerdi. Robert Hooke’un 1665’te mantar dilimlerinde bitki hücre duvarlarını ilk gözlemlemesinin ardından, kısa bir süre sonra Antonie van Leeuwenhoek’un gözle görülür şekilde hareket eden parçalara sahip canlı hücrelerin ilk tanımları geldi. 1830’larda meslektaş olan iki bilim insanı -bitki hücrelerine bakan Schleiden ve ilk önce hayvan hücrelerine bakan Schwann- hücrenin ilk açıkça belirtilen tanımını yaptılar. Tanımları, hem basit hem de karmaşık tüm canlıların bir veya daha fazla hücreden oluştuğunu ve hücrenin yaşamın yapısal ve işlevsel birimi olduğunu belirtmiştir; bu kavram hücre teorisi olarak bilinir hale gelmiştir.

On dokuzuncu ve yirminci yüzyıllarda mikroskoplar ve boyama teknikleri geliştikçe, bilim insanları hücrelerin içindeki daha fazla iç ayrıntıyı görebildiler. Van Leeuwenhoek tarafından kullanılan mikroskoplar muhtemelen örnekleri birkaç yüz kat büyütüyordu. Günümüzde yüksek güçlü elektron mikroskopları örnekleri bir milyondan fazla kez büyütebilir ve organellerin şekillerini bir mikron ve altındaki ölçeklerde ortaya çıkarabilir. Konfokal mikroskopi ile bir dizi görüntü birleştirilebilir ve araştırmacıların hücrelerin ayrıntılı üç boyutlu temsillerini oluşturmalarına olanak tanır. Bu gelişmiş görüntüleme teknikleri, hücrelerin ve oluşturdukları yapıların harika karmaşıklığını daha iyi anlamamıza yardımcı oldu. Hücre biyolojisinde birkaç ana alt alan vardır. Bunlardan biri hücre enerjisinin ve hücre metabolizmasını

destekleyen biyokimyasal mekanizmaların incelenmesidir . Hücreler kendi başlarına makineler olduğundan, hücre enerjisine odaklanma, milyarlarca yıl önce orijinal ilkel hücrelerde enerjinin ilk nasıl ortaya çıktığı sorularının araştırılmasıyla örtüşmektedir . Hücre biyolojisinin bir başka alt alanı, hücrenin genetiği ve genetik bilginin çekirdekten hücre sitoplazmasına salınmasını kontrol eden proteinlerle sıkı bağlantısıyla ilgilenir. Bir başka alt alan ise hücre altı bölmeler olarak bilinen hücre bileşenlerinin yapısına odaklanır . Birçok biyolojik disiplini kesen, hücre iletişimiyle ilgilenen hücre biyolojisinin ek alt alanıdırve sinyalleme, hücrelerin diğer hücrelere ve kendilerine verdiği ve onlardan aldığı mesajlara yoğunlaşır. Ve son olarak, esas olarak hücre döngüsüyle ilgilenen , hücre bölünmesiyle başlayan ve biten fazların rotasyonu ve farklı büyüme ve DNA replikasyon dönemlerine odaklanan alt alan vardır. Hücreleri daha karmaşık şekillerde analiz etme yeteneğimiz genişledikçe, birçok hücre biyoloğu bu alt alanlardan ikisinin veya daha fazlasının kesiştiği noktada durmaktadır

Kaynak ve yazının devamını okumak için linke tıklayın: https://www.nature.com/scitable/topic/cell-biology-13906536/