İlk kez soyu tükenmiş bir türden RNA elde edildi. için yorumlar kapalıbilim, rna
enetik bilimciler, bilimsel açıdan büyük bir ilke imza atarak, soyu tükenmiş bir tür olan Tazmanya kaplanının RNA moleküllerini izole etmeyi ve dizilemeyi başardı.
Tazmanya ada eyaleti dışında bu çizgili, köpek büyüklüğündeki hayvan yaklaşık 2.000 yıl önce diğer doğal yaşam alanlarından kaybolmuştu. Ancak bu canlı trajik sonuyla Avrupalıların gelişiyle tanıştı. Tazmanya’daki ilk Avrupalı yerleşimciler için değerli çiftlik hayvanları olan koyunları öldürdükleri iddiaları nedeniyle olan Tazmanya kaplanları öldürüldü. 1888 yılında, bu türün her bir yetişkin bireyini öldürene 1 sterlin ödül konulmuştu. Şimdi ise bilimsel açıdan büyük bir ilke imza atan genetik bilimciler soyu tükenmiş olan Tazmanya kaplanından RNA elde etmeyi başardı.
Soyu tükenmiş bir türden ilk defa RNA elde edildi
20. yüzyılda neslinin tükendiği ilan edilen ve bilinen son üyesi 1936 yılında Hobart, Tazmanya’daki Beaumaris Hayvanat Bahçesi’nde esaret altında ölen Tazmanya kaplanı, yeni bir çalışmanın konusu oldu. Yapılan çalışmada bir müze koleksiyonunda oda sıcaklığında muhafaza edilen Tazmanya kaplanı örneğinden bir asırdan daha eski RNA moleküllerinin izolasyonu ve dizilenmesi sağlandı. Bu sayede ilk kez soyu tükenmiş bir türün deri ve iskelet kası transkriptomları yeniden yapılandırıldı.
Araştırmacılar, elde ettikleri bulgularının hem Tazmanya kaplanı hem de tüylü mamut dahil olmak üzere soyu tükenmiş türleri yeniden canlandırmaya yönelik uluslararası çabalar için ve pandemik RNA virüslerini incelemek için önemli sonuçları olduğunu belirtiyor. Thylacine olarak da bilinen Tazmanya kaplanı, bir zamanlar tüm Avustralya kıtasına ve Tazmanya adasına yayılmış olan apeks etobur keselisiydi.
Araştırma ekibinden biyolog Emilio Marmol Sanchez, yaptığı açıklamada, Tazmanya kaplanının RNA’sının incelenmesinin türün gen yapısının daha iyi anlaşılmasını sağlayarak son dönemlerde başlayan bu “türü diriltme” çalışmalarına yardımcı olabileceğini kaydetti. Tazmanya kaplanı türünün neslinin devamını sağlamak için bir proje yürüten Melbourne Üniversitesinden Prof. Dr. Andrew Pask ise bu gelişmeyi “çığır açıcı” olarak nitelendirdi.
Bu öncü çalışma, dünyanın dört bir yanındaki müzelerde saklanan ve RNA moleküllerinin ortaya çıkarılmasını ve dizilenmesini bekleyen geniş numune koleksiyonlarının keşfedilmesi için de yeni bir dönemin başlangıcına işaret ediyor.
Bilim insanları istenmeyen mutasyonları yüzde 70’e kadar azaltmayı başardı. için yorumlar kapalıBİLİM, DNA, MUTASYON
Araştırmacılar, bir gen düzenleme aracı olan CRISPR kullanılırken ortaya çıkan istenmeyen mutasyonları yüzde 70’e kadar azaltan yeni bir araç geliştirdi. İştre detaylar:
Araştırmacılar, geleneksel CRISPR teknolojisinde kullanılan gen editörünün bölünmesinin, istenmeyen genom mutasyonlarına neden olma şansı önemli ölçüde daha az olan, açılıp kapatılabilen daha hassas bir araç oluşturduğunu keşfettiler. Yeni araçlarının, hastalığa neden olan mutasyonların yaklaşık yarısını potansiyel olarak düzeltebileceği düşünülüyor.
Yeni yöntem ile hedef dışı düzenlemeleri yüzde 70’in üzerinde azaltıyor
Çalışmanın başyazarı Hongzhi Zeng, konuyla ilgili yaptığı açıklamada “Ekibimiz, gerektiğinde açılıp kapatılabilen, benzersiz bir güvenlik ve doğruluk düzeyi sağlayan çok daha gelişmiş bir versiyon oluşturmak için yola çıktı. Bu araç, genomumuzdaki hastalığa neden olan nokta mutasyonlarının neredeyse yarısını düzeltme potansiyeline sahip.” ifadelerine yer verdi.
Bir gen düzenleme yöntemi olan geleneksel CRISPR teknolojisi, kullanılırken hedef dışı istenmeyen bazı gen düzenlemelerine sebep olmakta. Geleneksel CRISPR, istenen bölgelerde nokta mutasyonları oluşturmak için ya bir adenin baz düzenleyici (ABE) ya da sitozin baz düzenleyici (CBE) kullanır. Araştırmacılar ABE’yi, iki ayrı proteine bölerek yeni bir araç geliştirdi. Böylece yeni bölünmüş gen düzenleme araçlarının, orijinal, bozulmamış ABE’den daha kısa bir süre aktif kalmanın yanı sıra faydaları olduğu tespit edildi.
Fareler üzerinde başarıyla test edilen araştırma ile ilgili Zeng, “Sağlam bir baz düzenleyici ile karşılaştırıldığında, bizim versiyonumuz hedef dışı düzenlemeleri yüzde 70’in üzerinde azaltıyor ve hedefe yönelik düzenlemelerin doğruluğunu artırıyor.” dedi.
Elektrikli yılan balıkları, canlılarda gen aktarımına sebep olabilir. için yorumlar kapalıbilim, DNA, gen
Japonya’daki Nagoya Üniversitesinden bilim insanları, elektrikli yılan balıklarının, farklı genlerin küçük balık larvalarına aktarımına sebep olabilecek kadar akım verebildiğini tespit etti.
Nagoya Üniversitesine göre, Profesör Eiichi Hondo önderliğinde yürütülen araştırma, yılan balıklarının ürettiği elektriğin, genetik materyallerin canlıların hücrelerine aktarılmasına neden olabileceğini ortaya koydu.
Araştırma, laboratuvarda zebra balığı larvaları ve elektrikli yılan balığının bulunduğu ortama DNA taşıyan yeşil floresan protein (GFP) eklenerek yapıldı.
Yılan balığının elektrik vermesinin ardından mikroskopta incelenen larvaların yaklaşık yüzde 5’inde GFP pozitif hücrelere rastlandı.
Bu sayede laboratuvar ortamında hücre zarının geçirgenliği artırılarak yabancı DNA’nın hücreye eklenmesini sağlamak için elektrik uygulanması anlamına gelen “elektroporasyon”un doğada kendiliğinden gerçekleştiği gözlemlenmiş oldu.
Araştırmacılardan Atsuo Iida, deneyin sonucuna ilişkin, “Bu durum, elektrikli yılan balığından gelen elektrik salınımının, hücrelere gen aktarımına sebep olabileceğini gösteriyor.” ifadesini kullandı.
Filmdi gerçek oldu: Şüphelinin yüzünü tespit etmek için DNA kullanıldı. için yorumlar kapalıADLİ BİLİM, ADLİ BİYOLOJİ, bilim, DNA
ABD’de bilgim kurgu filmlerini aratmayan bir gelişme yaşandı. Polis, bir şüphelinin yüzünü tahmin edebilmek için DNA’yı kullandı ve üzerinde yüz tanıma yapmaya çalıştı.
2017 yılında ABD’de faili meçhul bir dava üzerinde çalışan dedektiflerin aklına bilgim kurgu filmlerindeki gibi bir fikir geldi. Memurlar, faili meçhul Maria Jane Weidhofer cinayetinde 1990 yılında toplanan genetik bilgileri ve DNA’yı bir yüze dönüştürebileceğini söyleyen bir şirket olan Parabon NanoLabs‘a gönderdi.
Film gibi olay
Parabon NanoLabs, şüphelinin DNA’sını tescilli makine öğrenme modelinden geçirdi. Kısa süre sonra, polis departmanına dedektiflerin daha önce hiç görmediği bir şey sağladı: yalnızca olay yeri kanıtları kullanılarak oluşturulan potansiyel bir şüphelinin yüzü. Parabon NanoLabs’ın ürettiği ve Snapshot Phenotype Report olarak adlandırılan bu 3D görüntü; şirketin algoritmasının DNA örneğinde bulunan genetik özellikler göz önüne alındığında bir kişinin nasıl görünebileceğini tahmin ettiği bir temsil niteliğinde.
Şirketin tahminine göre katilin yüzü erkekti. Açık tenli, kahverengi gözlü ve saçlıydı, çilleri yoktu ve gür kaşları vardı. Şirket tarafından istihdam edilen bir adli tıp sanatçısı, DNA örneğinden değil de bir tanığın tarifinden yola çıkarak, adama sıradan, kısa kesilmiş bir saç kesimi ve bıyık ekleyerek robot resim yaptı. Daha sonra bu robot resim tartışmalı bir kararla 2017 yılında halk ile paylaşıldı. Ardından 2020 yılında tartışmayı büyütecek başka bir girişimde daha bulunuldu: yüz tanıma yazılımından geçirilmesi istendi.
Sivil toplum örgütleri ve uzmanlar ise böylesi bir olaya açıkça karşı çıkıyor. Çünkü Parabon NanoLabs’ın gerçekten doğru tahminler ürettiğini gösteren bir kanıt yok. Ve algoritmik olarak oluşturulmuş bir yüz gibi güvenilir olmayan girdilerle yüz tanıma teknolojisini çalıştırmak kolluk kuvvetlerinin bir şüpheliyi yanlış tanımlama olasılığını artırabilir. Hatta ve hatta insanlar, işlemedikleri bir suçun şüphelisi olma riskiyle karşılaşabilir.
Ancak kolluk kuvvetlerinin faili meçhul cinayetin DNA tabanlı olarak oluşturulmuş şüpheli görselinin yüz taramadan geçirilip geçirilmediği bilinmiyor. Ek olarak Kuzey Kaliforniya Bölgesel İstihbarat Merkezi’ne (NCRIC) gönderilen bu sentetik resim, yüz tanımadan geçirilmiş olabilir. Zira 2021 yılında NCRIC İcra Direktörü Mike Sena merkeze ne zaman yüz tanıma talebi gelse, bir arama yapılacağını söylemişti.
Parabon NanoLabs
2008’de kurulan Parabon NanoLabs, öncelikle kolluk kuvvetleri için adli genetik soybilim hizmetlerine odaklanıyor; bu süreç, potansiyel şüphelileri veya kurbanları bulmak için DNA verilerinin soybilim veri tabanlarındaki profillerle karşılaştırılmasını içeriyor. Şirket, 2012 yılında ABD Savunma Bakanlığı’nın Savunma Tehdit Azaltma Ajansı’ndan DNA fenotiplemesini keşfetmek için bir hibe aldı.
Parabon NanoLabs’ın biyoinformatik direktörüEllen Greytak, şirketin “yüzün her bir parçası için” öngörücü modeller oluşturmak üzere makine öğrenimini kullandığını söylüyor. Modeller 1.000’den fazla araştırma gönüllüsünün DNA verileri üzerinde eğitiliyor ve yüzlerinin 3D taramalarıyla eşleştiriliyor. Greytak, taranan her yüzün 21.000 fenotipi (gözlemlenebilir fiziksel özellikler) olduğunu ve modellerinin DNA örneğindeki parçaların yüzün görünümünü nasıl etkilediğini anlamak için bu parçaları kırdığını söylüyor.
Parabon, bir kişinin saç, göz ve cilt renginin yanı sıra sahip olduğu çillerin miktarını ve yüzünün genel şeklini güvenle tahmin edebildiğini söylüyor. Bu fenotipler, şirketin kolluk kuvvetleri için ürettiği yüz renderlarının temelini oluşturuyor. Ancak firmanın yöntemleri hakemli bir araştırma incelemesinden şimdiye kadar hiç geçmedi. Öte yanndan şirket çalışmalarını konferanslarda sunduğunu ve teknolojisini binlerce örnek üzerinde test ettiğini söylüyor.
Bununla birlikte Parabon, şirketin yüz tahminlerini, bir şüphelinin yüzünün tam bir kopyası olmaktan çok, onun bir tarifi gibi bir şey olarak nitelendiriyor. Bununla birlikte 2016 yılında şirket, şartlarına müşterilerin Snapshot Phenotype Report’ları için yüz tanımanın kullanmasını yasaklayan bir madde ekledi. Ancak bu maddeye müşterilerin/kullanıcıların uymasını sağlamanın bir yolu yok.
Parabon’un teknolojisi sadece bir vakada kullanılmadı. Yıllar içinde ABD’de kolluk kuvvetleri şüpheli yüzleri oluşturmak için muhtemelen yüzlerce kez bu teknolojiye başvurdu. Ancak hiçbiri için yüz taramanın yapılıp yapılmadığı belirsiz. ABD’li polislere bir vakada Parabon’u kullanıp kullanılmayacağı sorusu sorulduğunda ise genel ve kabul gören cevap şu şekilde: “Parabon yüzünün mükemmel olmadığını biliyorum, ama neden bir katili yakalamak için elimizdeki her aracı kullanmayalım ki?” Ancak buna karşı olanlar da yok değil. Özellikle yanlış hedefi gösterme riski ilk eleştiri odağı.
Fenotipleme
Fenotipleme, genellikle kolluk kuvvetlerinin ancak diğer yolları tükettikten sonra denedikleri son şeydir. Parabon NanoLabs’a göre, üzerinde çalıştıkları vakaların çoğu aslında yüz bileşimi aşamasına gelmiyor. Parabon NanoLabs biyoinformatik direktörü Ellen Greytak şöyle diyor: “Şaka yapıyorum, fenotiplemem size şüphelinizin mavi gözlü olup olmadığını söyleyebilir ama soybilimcim size kişinin adresini söyleyebilir.”
Uzmanlar, kolluk kuvvetlerinin bu tahminleri yüz tanıma ile birlikte kullanmayı düşünmelerinin, soruşturma araçları üzerinde genel bir denetim eksikliğine işaret ettiğini söylüyor. Bununla birlikte geçtiğimiz birkaç yıl içinde yüz tanıma teknolojisi önemli ölçüde gelişti. ABD Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü 2018 yılında yüz tanıma algoritmalarını 12 milyon kişiden oluşan bir sabıka fotoğrafı veri tabanı üzerinde test ettiğinde, aramaların yüzde 99,9’unun doğru kişiyi tanımladığını tespit etti. Ancak bunlar ehliyet ve pasaport fotoğrafları gibi yüksek kaliteli görüntülerle test edildi. Bir algoritmik yüz veya bulanık bir kamera görüntüsü üzerinde değil.
Araştırmacılar, sinir ağı ve yeniden yazılabilir depolama özelliklerine sahip mikroakışkan bir DNA işlemcisini başarıyla inşa etti. DNA tabanlı hesaplamanın ciddi bir potansiyeli olduğu belirtiliyor.
RIT araştırmacıları tarafından sadece hesaplama değil aynı zamanda DNA içinde depolanan verileri okuma ve yazma yeteneğine sahip “çip üzeri laboratuvar” olarak adlandırılan bir mikroakışkan DNA işlemcisi geliştirildi. Prototip cihaz, DNA içinde depolanan veriler üzerinde yapay sinir ağı hesaplamalarını, özellikle de değiştirilmiş DNA moleküllerinin mikroakışkan çözümlerini destekliyor. Ayrıca DNA CPU’nun yetenekleri, bir CPU’dan görmek istediğiniz beklenen matematiksel ve doğrusal olmayan hesaplamaları da kapsıyor.
DNA tabanlı işlemci geliştirildi
Araştırmacıların DNA hesaplama ve depolamadaki amaçlarından biri, günümüzün büyük veri teknolojilerine daha sürdürülebilir bir alternatif bulmak. Rochester Teknoloji Enstitüsü Kate Gleason Mühendislik Fakültesi’nde bilgisayar mühendisliği bölüm başkanı olan Amlan Ganguly, DNA tabanlı işlem için “Bu, depolamadan hesaplamaya ve hesaplamayı yapmak için DNA’yı bir araç olarak kullanmaya uzanan bir köprü anlamına geliyor” diyor.
Araştırmacıların DNA tabanlı işlemci gösterimi oldukça etkileyici olsa da bunun uygulanabilir bir DNA hesaplama geleceğine doğru atılan adımlardan yalnızca biri olduğu gerçeğini de unutmamak gerek. Yani bu araştırma, kısa bir süre içinde ürün olarak karşımıza çıkmayacak. Öte yandan bu alandaki çalışmaların sayısının arttığını da belirtmek gerek. Yaklaşık iki hafta önce oldukça pahalı olsa da veri depolamada DNA döneminin başladığını sizlere aktardı. Biomemory adlı girişim 1KB DNA depolama kartlarını 2026’da piyasaya süreceğini açıklamıştı.
Tüm bunlar ilk duyulduğunda “İsviçreli bilim insanları” ve benzeri bilim kurgu saçmalığı gibi geliyor olsa da DNA hesaplama ve DNA depolamanın ayakları yere basan olgular olduğunu belirtelim. Çok daha çevre dostu bir alternatif olmasının yanı sıra DNA depolama, SSD’lerden 3 ila 6 kat daha fazla olmak üzere çok daha yoğun bir kapasite vaat ediyor.
Öte yandan DNA’nın bir depolama ortamı ve hatta hesaplama kaynağı olarak potansiyeli, doğal yapısına ve özelliklerine dayanıyor. Bilindiği üzere DNA doğal olarak dört baz ATGC molekülünden (adenin, timin, guanin ve sitozin) oluşuyor. DNA’nın bu yapısı, özellikle mikroskobik ölçeği ile birleştiğinde, ikili sistemde gerekli olan 0/1 baz sayılarından daha verimli veri depolamaya olanak verebilir.
Ganguly’nin ekibi bu mikroakışkan DNA depolama/bilgi işlem cihazını DNA depolama ve bilgi işlemin geleceğini daha da ileriye taşımak için tasarladıklarını söylüyor. Araştırmada sergilenen DNA hesaplama, ticari uygulamalarda (veri merkezleri gibi) ve tıbbi uygulamalarda (biyomedikal cihazlar veya adli tıp gibi) kullanılmak üzere konumlandırılıyor. Tüm bunlara ek olarak DNA hesaplama ve depolamanın da kendine has sorunları var. Bunlardan en önemlisi çok yavaş çalışma ve yüksek gecikme sorunu.
Kendilerini kopyalayabilen DNA nanabotlar geliştirildi. için yorumlar kapalı
Bilim insanlarından oluşan uluslararası bir ekip, doğru koşullar altında şaşırtıcı bir şekilde süresiz olarak kendini kopyalayabilen DNA tabanlı yeni bir nanobot geliştirdi.
New York Üniversitesi’nden bir grup araştırmacı, teorik olarak kendilerini üstel olarak çoğaltabilen DNA tabanlı nanobotlar geliştirdi. Geliştirilen minik DNA robotları sadece dört DNA ipliğinden oluşuyor ve yapılarını şablon olarak kullanarak kendilerini herseferinde teker tekerkopyalayabiliyorlar. Bu DNA nanobotları, vücudumuzun içerisinde kalarak hastalıklara yeni bir tedavi yaklaşımı sağlayabilir.
Kendini kopyalayan nanobotlar
Dört DNA ipliği ile oluşturulan nanobotlar yaklaşık 100 nanometre boyutunda. Bunu bir perspektife oturtmak gerekirse, aşağı yukarı bir insan saçının genişliğine sığacak şekilde yaklaşık bin tanesini an yana dizebilirsiniz. Ayrıca çalışabilmeleri için gereken belirli DNA ipliği hammaddelerini içeren bir çözelti içinde tutuluyorlar.
Parçaları üç boyutlu şekillerde bir araya getirebilen nanorobotlar New York Üniversitesi, Ningbo Cixi Biyomekanik Mühendisliği Enstitüsü ve Çin Bilimler Akademisi’nden bilim insanlarının işbirliğiyle geliştirildi. Bu, yalnızca iki boyutlu şekiller oluşturabilen önceki girişimlere kıyasla önemli ölçüde gelişme anlamına geliyor. Yeni robotlar, üçüncü boyuta ve daha fazla serbestlik derecesine erişmek için çok eksenli hassas katlama ve konumlandırma kullanıyor.
Ekip Science Robotics dergisinde yayınlanan çalışmalarında, “Dışarıdan kontrol edilen sıcaklık ve ultraviyole (UV) ışıktan yararlanarak, ~100 nanometre boyutundaki programlanabilir robotumuz farklı parçaları yakalıyor, bunları kaynaştırılabilecek şekilde konumlandırıyor ve hizalıyor, yapıyı serbest bırakıyor ve bir sonraki işlem için hazır olarak orijinal konfigürasyonuna geri dönüyor” diyor.
Nanobotlar neden önemli?
Bunun gibi nanobotlar vücut hücreleri içinde ilaç, enzim ve diğer kimyasalları üretme potansiyeline sahip. Araştırmacılar, bu makinelerin tüm 3D yapılarını ve işlevlerini kendi kendilerine kopyalayabildiklerinin altını çiziyorlar. Daha önceki araştırmalar, hata riski taşıyan 3D şekillere dönüştürülmesi gereken 2D şekillerle sınırlıydı. Ancak yeni araştırma sıfırdan 3D yapıların oluşturulmasına olanak sağlıyor.
Ancak DNA nanobotlarının tamamen kendi kendine yetemediklerini de belirtmek gerekiyor. Robotlar, dışarıdan kontrol edilen sıcaklık ve UV ışığına tepki olarak hareket ediyor. Bir araya getirdikleri DNA parçalarına kaynak yapmak için UV ışığı gerekiyor. Yeteri kadar bilimkurgu kültürünün içerisinde olanlar “kendi kendini kopyalayan nanobot” cümlesini duyduğunda Gray Goo senaryosunu (kontrolsüz bir şekilde kendini çoğaltabilen nanobotların yaşamı tehdit etmesi) akıllarına getirebilir. Neyse ki, geliştirilen DNA nanobotları için bu pek olası değil çünkü yeterli miktarda hassas DNA parçaları ve UV ışığı olmadan kendilerini ya da başka bir şeyi çoğaltmaları mümkün değil.
İnsan beyni dokusundan sesleri duyabilen “biyobilgisayar” geliştirildi. için yorumlar kapalı
Bir araştırma ekibi, elektriksel nabız eğitimi yoluyla ses tanıma yeteneğine sahip ‘Brainoware’ adlı bir ‘biyobilgisayar’ geliştirdi. Bu bilgisayarın geliştirilmesinde insan beyni dokusu kullanıldı.
Araştırmacılar, laboratuvarda yetiştirilen insan beyni dokusundan ve ses tanıma gibi görevleri yerine getirebileceğini söyledikleri elektronik devrelerden oluşan bir “biyobilgisayar” oluşturdular. Araştırmacılar bunu yapabilmek için “organoid” adı verilen insan hücresi demetlerini nöronlara dönüştürdüler ve bunları elektronik devrelerle eşleştirerek “Brainoware” adını verdikleri sistemi ortaya koydular.
Biyobilgisayar geliştirildi
Araştırmanın eş yazarı ve Indiana Üniversitesi biyomühendisi Feng Guo’nun Nature dergisine verdiği demeçte amaçlarının yapay zeka ve organoidler arasında bir köprü kurmak ve insan beyninin bilgiyi işleme verimliliği ve hızından yararlanmak olduğunu söyledi. Guo, açıklamasına “Bilgi işlem için beyin organoidi içindeki biyolojik sinir ağından yararlanıp yararlanamayacağımız konusunu araştırmak istedik” diye ekledi.
Sonuçta, beyinden esinlenen biyolojik bilgisayarların geleneksel yapay zeka adına görevleri yerine getirmesi ve aynı zamanda bilim insanlarına insan beynini incelemek için heyecan verici yeni bir yol sağlaması umuluyor. Ekip, bir dizi deneyde organoid mini beyinlerini binlerce elektrottan oluşan bir plakaya bağladı. Daha sonra organoide bir dizi elektrik darbesi şeklinde veri gönderdiler ve bir makine-öğrenme algoritması kullanarak onun söylediklerini “çözdüler”.
Ekip, sistemlerini kullanarak Brainoware’e sekiz kişinin konuştuğu 240 kaydı verdikten sonra ses tanıma işlemini gerçekleştirdi. Sistem ve yapay zeka veriler üzerine eğitildikten sonra araştırmacılar Brainowave‘in orijinal konuşmacıyı yüzde 78 doğruluk oranında saptayabildiği belirtti.
İnsan beyin hücrelerinden oluşan “biyobilgisayarlar” artık kiralanabilir için yorumlar kapalı
Biyolojik işlemciler ticari faaliyete başlıyor. FinalSpark, insan beyin hücrelerinden oluşan biyobilgisayarları bulut erişimi ile kiralamaya olanak tanıyan yeni bir program başlattı.
Geçtiğimiz Mayıs ayında İsviçreli biyo-bilişim girişimi FinalSpark’ın Neuroplatform adında 16 insan beyni organoidine uzaktan erişim sağlayan çevrimiçi bir platform başlattığını aktarmıştık. Biyolojik nöronlara erişim sağlayan dünyanın ilk çevrimiçi biyoişlemci platformu olarak nitelendirilen Neuroplatform’un faaliyete geçtiği açıklandı.
FinalSpark şirketi, devrim niteliğindeki Neuroplatform adlı insan beyin organoid tabanlı işlemcilerini artık aylık 500 dolara kiralamaya başladığını açıkladı. Platformu hali hazırda 9 kurum kullanıyor. Firma, biyoişlemcilerinin geleneksel işlemcilere kıyasla 1 milyon kat daha fazla enerji verimliliği sağladığını söylüyor. Akademik araştırmacılar dört paylaşımlı organoidi içeren bu biyobilgisayar platformuna erişim sağlamak için başvuruda bulunabiliyor. FinalSpark tarafından sunulan hizmet, kullanıcılara günün her saati uzaktan yönetilen bir nöroplatformda biyobilgisayar araştırması yapma imkanı tanıyor. FinalSpark, programa katılanlara entegre Ar-Ge ortamı, gerçek zamanlı sinirsel uyarım ve okuma, python için programlama API’si, dokümantasyon ve araştırma için dijital not defteri, veri depolama ve yedekleme ve teknik destek hizmetleri sağlıyor.
Neuroplatform, dünya genelinde in vitro biyolojik nöronlara erişim sağlayan ilk çevrimiçi platform olduğunu iddia ediyor. İnsan nöronlarıyla dolu olan bu organoidler, öğrenme ve işlem yapma konusunda olağanüstü bir verimlilik sergiliyor. FinalSpark, transistörler yerine biyolojik nöronlar kullanarak oluşturulan bu biyoişlemcilerin teknoloji dünyasında sıkça duyduğumuz muazzam enerji tüketimini azaltabileceğini ve çevreye olumlu bir katkı sağlayabileceğini umuyor.
Neuroplatform’un çalışma prensibi, donanım, yazılım ve biyolojiyi bir araya getiren bir wetware mimarisi ile açıklanıyor. Wetware, insan beyninin biyolojik işleyişi ve yapısı ile bilgisayar donanımı ve yazılımı arasındaki ilişkiyi tanımlayan bir terim. Bir nevi silikon tabanlı bilgisayarlardaki donanım (hardware) terimi olarak düşünülebilir.
Elpistostege Fosili, Denizden Karaya Çıkıştaki Kayıp Halkayı Tamamlıyor… için yorumlar kapalıevolution, Evrim, yaşam
Kanada’da bulunan bir fosil, balıkların denizden, karaya çıkışındaki eksik halkayı tamamlayabilir. Bu fosilin yüzgeçlerinde, kol, el ve parmaklara benzer kemikler var. Kanada’nın güneydoğusundaki Miguasha Ulusal Parkı’nda 10 yıl önce keşfedilen 157 cm uzunluğundaki fosil, 393 ila 359 milyon öncesine yani Geç Devonian dönemine tarihlenen ve sudan karaya çıkmayı deneyen önemli bir balık ailesine aittir. Bu maceracı canlıların sonuç olarak tetrapod ailesine yani tümüyle dört ayaklı omurgalılara evrildiği düşünülüyor. Bu aileye dinozorlar,sürüngenler,kuşlar,amfibiler,balinalar,yunuslar,foklar,deniz kaplumbağaları ve insanların da içinde olduğu memeliler giriyor. Gerçekten bir efsane gibi…
Sudan karaya çıkmak en büyük ve gizemli evrimsel basamaklardan biri olmasının yanında , kuru oksijenle nefes almayı geliştirmesi gerekiyor. Ayrıca bu balıkların kendi ağırlığını destekleyerek karada yürümesi gerekiyor. Fakat bu balıkların kendi ağırlığını destekleyerek karada yürümesi oldukça zor gözüküyor. İşte bu nedenle bazıları ilkel kollar geliştirmeye başlamıştı. Bilekteki humerus, radius, ulna, carpus kemikleri ile falanksların dizilimi hepsi bu zamanda oldu. Eğer balık gerçekten şanslı ise, bu mutasyonlar ona suyun kaldırma kuvveti olmadan gezinme şansı vermiş olabilir.
Bilekteki humerus, radius, ulna, carpus kemikleri ile falanksların dizilimi hepsi bu zamanda oldu. Eğer balık gerçekten şanslı ise, bu mutasyonlar ona suyun kaldırma kuvveti olmadan gezinme şansı vermiş olabilir. İşte bu yeni Elpistostege fosilinde biz bunlara bakıyoruz. “Bugüne kadar bilinen hiçbir balıkta yüzgeç kemikleri içinde hapsolmuş parmaklar bu denli açık bir şekilde görülmemişti. Yüzgeçte bulunan bu kemikler çoğu hayvanda bulunan el kemiklerine benziyor. Bu bulgular bizi omurgalıların balık kökenlerine götürerek, balıkların sudan çıkmadan önceki, ilk gelişen evrimsel omurgalı eli oluşumunu ifade ediyor” diyor Flinder Üniversitesi Paleontoloji’nde Profesör John Long
Geç Devonian Dönemi Evrimsel Biyoloji İçin Önemlidir Geç Devonian dönemi evrimsel biyologlar için çok önemlidir, çünkü insan vücudundaki çoğu sistem ilk bu dönemde göründü. Son on yılda bu alanda elde edilen bulgular bilim insanlarına solunum, işitme ve sindirim sistemlerinin erken dönem gelişimine ilişkin çok şey ifade etmektedir. Elpistostege aile ağacımızdaki en önemli boşluğu dolduran, en gelişmiş balık oluyor. Bir sürü dişi olan bu balık, bölgenin en büyük yırtıcısıydı. “Elpistostege’nin bizim atamız olmasına gerek yok. Fakat balıklar ve tetrapodlar arasındaki en yakın ve gerçek geçiş fosilidir.” diyor Universite du Quebec a Rimouski’den Richard Cloutier.
Geçmişten günümüze gittikçe popülerleşen ve artık bilim dalı olarak gündemde olan bir kavramdan bahsedeceğiz: Nanoteknoloji.
Peki nedir bu nanoteknoloji? Gelin sözlük anlamına bakalım.
“Maddenin atomik veya moleküler boyutta işlenerek mikroskobik boyutta ürünlerin üretilmesi yöntemi.” olarak karşımıza çıkıyor.
Nano kelimesi Yunan kökenli olup küçük, minik anlamlarına gelir. Nanoteknoloji ise maddenin atomik, moleküler ayrıca supramoleküler seviyede kontrolüdür. Aynı zamanda nanoteknoloji 1 ile 100 nanometre boyutlarındaki yapıların herhangi bir amaç için kullanılmasıdır. Peki 1 nanometre size ne ifade ediyor? Ne kadar küçük olduğunu hayal edebilir misiniz? Size bir örnekle anlatabilirim. Dünya’yı düşünün ve boyutunun 1 metre olduğunu varsayalım. Bu durumda bir futbol topu da 1 nanometreyi temsil eder. 1 nanometre metrenin milyarda biri olarak ölçülüyor.
Geçmişten Günümüze
Peki hayatımızda ne zamandan beri var bu kavram? Hangi süreçlerden geçti? Ne kadar gelişti?
Nanoteknolojiyi besleyen ilk kavramlar ünlü fizikçi Richard Feynman tarafından ortaya konmuştur. Richard Feynman 1959’da atomların kontrolü ile sentezin olasılığından bahsettiği konuşma “There’s plenty of Room at the Bottom” sayesinde bu alana dikkat çekmiştir. Her bir atom ve molekülü ayrı ayrı kontrol edebilecek bir sürecin varlığından bahsetti ve bilim dünyasına yeni bir kavram ekledi diyebiliriz.
1960’ların başında mikroçipler geliştirildiğinde doğal olarak nanoteknolojiye olan ilgi de artıyor. Nanoteknoloji, bilimsel terim olarak ilk kez 1974 tarihinde Norio Taniguchi tarafından kullanılıyor.
(Daha önce de sürekli nanoteknoloji demiştik fakat Norio’dan öncesi nanoteknoloji için bir temeldi.)
1980’lere baktığımız zaman nanoteknoloji artık bir bilim dalı olarak ele alınıyordu. K. Drexler, Feynman’dan etkilenerek 1986 tarihinde yazdığı “Engines of Creation: The Coming Era of Nanotech” kitabında bu terimi kullanıyor. Drexler aynı zamanda nanoteknoloji kavramları ve sonuçları hakkında toplum bilinci oluşturmak için The Foresight Institute (Öngörü Enstitüsü) ‘nü kurmuştur.
Başlangıcı 1970’lere kadar dayanan bu bilim hala gelişmekte ve sonsuz bir gelişim potansiyeli taşımakta diyebilir miyiz? Bence diyebiliriz.
Kullanım Alanları
Hayatımızın her alanında karşımıza çıkan bu teknolojiyi başlıklar altında bakalım isterseniz. Hangi alanda hangi çalışmalar yapılmış ya da hangi çalışmaları yapmak mümkündür bunlardan bahsedelim.
Tıp:
Gen uygulamaları, diş tedavileri, ortopedi, salgın hastalıklar ve en önemlileri kanser ile nörodejeneratif hastalıklar için nanoteknoloji kullanılabilmektedir. Kanserin erken teşhisinde ve hatta kanser hücrelerine direkt olarak müdahale edilmesinde büyük rol oynar.
Vücuda alınan ilaçlar, normalde vücudun her yerine dağılmakta ve gerçek hedefe gitme olasılığı azalmaktadır. Nanopartiküler ilaçların üretimiyle kanser hücrelerine ya da herhangi hasta hücreye direkt yönelen ilaçların yapılması mümkündür. Bu sayede aldığımız ilaçlar bütün vücudumuza yayılmak yerine direkt gitmesi gereken bölgeye gidecektir. Böylelikle vücudun küçük bir bölgesini tedavi etmek için vücudun başka bir yerini zehirleme riski ortadan kalkmaktadır.
İlerleyen zamanlarda nanoteknoloji sayesinde hangi gelişmeler bizi bekliyor dersiniz? Birkaçından bahsedeyim:
· Çok küçük boyutlarda üretilen robotlar ile hasarlı organların iyileştirilmesi.
· Tıkanan beyin damarlarının nano tüplerle tıkanmalar giderilebilmesi.
· Sinirsel iletişim eksikliğinden kaynaklanan ve genel adı felç olan hastalığa, nano teknolojiyle üretilen yapay kılcal damarlar ile çare bulunması.
· Süper bilgisayar tarafından kontrol edilen ve vücudumuzun yapay bağışıklık sistemini oluşturacak nano robot ordularının üretilmesi.
· Gelecekte nano biyolojik ürünler gündeme gelecek, suni organ yapımında nano parçalar kullanılacak, anında teşhis koyabilen sağlık tarama araçları yapılabilecektir.
Pek yakın gelecekte, medikal nanoteknoloji alanında bir devrim yaşanacak diyebiliriz. Örneğin sanal olarak hastalıkların önüne geçilebilecek, moleküler seviyede hücreleriniz tamir edilecek ve yaşlanma yavaşlatılacak.
Peki sağlık alanında herhangi bir tehlike oluşturuyor mu sizce? Nanofiberler; uçak kanadından tenis raketine kadar değişik ürünlerde ve bazı alanlarda kullanılmaktadır. Uçuşan nanoparçacıkları ve nanofiberleri içine çekmek fibröz gibi birçok akciğer hastalığına sebep olabilir. Araştırmacılar; deney fareleri nanoparçacıkları içine soluduğunda bu parçacıkların beyine ve akciğere yerleştiğini ve bunun da stres tepkisi ve iltihaplanma için biyo-işaretlerde önemli artışa sebep olduğunu bulmuşlardır. Ayrıca nanoparçacıklar tüysüz farelerde oksidatif stres yoluyla cilt yaşlanmasını tetikler. Bir gazete makalesi boya fabrikasındaki işçilerin ciddi akciğer kanserine yakalandıklarını ve akciğerlerinde nanoparçacıkların bulunduğunu bildirmiştir. Evet nanoteknolojinin yararları saymakla bitmez fakat sizce bu tür zararlar ihmal edilmeli mi? Yoksa nanoteknolojinin sebep olduğu hastalıklara nanoteknolojiyle çözüm getirilebilinir mi?
Nanoteknoloji, daha iyi kataliz kullanarak yakıt üretiminin verimliliğini artırmak, yeni tür piller oluşturmak, daha iyi aydınlatma sistemleri oluşturmak, güneş panellerinin verimliliğini ve maliyet etkinliğini artırmak için çeşitli enerji alanlarında kullanılmaktadır.
Son yıllarda ilgi odağı olan nanomalzemelerden biri Karbon Nanotüp (CNT) tür. Karbon Nanotüp, Japon bilim adamı Sumio Iijima tarafından 1991 yılında keşfedilmiştir. CNTler olağanüstü dayanım, esneklik, elektrik ve ısıl iletkenlik gibi özelliklere sahiptirler. Bu özellikleri sayesinde, enerji alanlarında kullanımları ile ucuz, kolay ve daha etkili enerji üretim, taşıma ve tüketim metotlarına ulaşılabilmektedir. 2004 yılında keşfedilmiş diğer bir yeni nanomalzeme ise Grafen’dir. Grafenin enerji sektöründe kullanılması üzerine yapılan çalışmaların bir kısmı elektrik enerjisinin etkili bir şekilde taşınması ve depolanması üzerinde yoğunlaşmaktadır. Karbon Nanotüp ve Grafene yanı sıra çeşitli nanoparçacıklar vardır. Mükemmel optik ve iletkenlik özelliklerine sahip olduklarından güneş enerjisi gibi yenilenebilir kaynaklardan enerji toplanması, nanoparçacıkların yoğun olarak kullanıldığı ana uygulamalardan biridir. Nanomalzemelerin enerji alanında hangi dallarda kullanıldığını şu şekilde özetleyebiliriz; güneş enerjisi, hidrojen teknolojisi, enerji depolama, yakıt hücreleri, enerji taşımacılığı ve enerji tüketimi.
Otomotiv:
Otomotiv sektörü son derece rekabetçi bir sektördür. Nano teknoloji çalışmaları, otomotiv sektöründe rekabet açısından önemli alanlara katkıda bulunmaktadır. Her alanda olduğu gibi maliyetin azaltılması, kalitenin artırılması, iyileştirilmiş teknik özellikler için nanoteknoloji otomotiv sektöründe de önemli bir yer kaplıyor. Bunun dışında ağırlığın azaltılması, yakıt tüketiminin iyileştirilmesi, çevreci araçlar üretmeyi kolaylaştıran ve amaçlayan uygulamalar da nanoteknoloji altında yapılmaktadır.
