RMIT Üniversitesi liderliğindeki araştırmacılar, sağlıklı hücrelere büyük ölçüde zarar vermeden kanser hücrelerini yok edebilen nanodot adı verilen son derece küçük parçacıklar geliştirdiler. Metal bazlı bir bileşikten yapılan bu parçacıklar, kanser tedavisi araştırmaları için olası yeni bir yönü temsil ediyor.
Daha fazlasını oku
Kök hücre tedavisi ülkemizde uygulanan ve pek çok hastalığı tedavi etmek için kullanılan bir yöntemdir. Kök hücreler yalnızca tedavi amaçlı kullanımıyla sınırlı kalmamış, ilaçları test etme gibi alanlarda da rol almıştır.
Bu yazı kök hücreyi kısaca tanıttıktan sonra avantajları ve kullanım alanlarıyla ilgili bilgiler sunacaktır.
Kök hücreler, müthiş bir yenilenme ve farklılaşma özelliğine sahip hücrelerdir. Bu hücreler insan vücudundaki bütün doku ve organları oluşturma yeteneğine sahiptirler. Kaynağına göre kök hücreler sınıflandırıldığında en önemli iki kök hücre çeşidi embriyonik kök hücre ve yetişkin kök hücredir. Embriyonik kök hücreler vücuttaki her hücre tipine dönüşebilirken yetişkin kök hücreler yalnızca belirli doku veya organdaki hücrelere dönüşebilmektedirler. Kök hücrelerin en önemli özellikleri, kendilerini yenilemek ve işlevsel dokuları yeniden oluşturmaktır.
Kök hücrelerin özellikleri, mitolojik hikayelerde de yer edinmiştir. Örneğin Ortaçağ İngiltere’sindeki bir mite göre kendi kuyruğunu yutan bir yılan vardır: Ouroboros. Bu yılan kendini yenilemeyi temsil eder. Bu bakımdan kök hücreler ve Ourobors, kendilerini yenileyebilmesiyle bağdaştırılmıştır.
Yunan mitolojisinde Prometheus, ateşi tanrılardan çalarak insanlara hediye etmesi sonucu Zeus tarafından cezalandırmış ve bir dağa zincirlenmiştir. Bu dağa bir kartal her sabah gelmiş, Prometheus’un karaciğerini yemiş ve gece de yuvasına çekilmiştir. Ancak diğer sabah geldiğinde Prometheus’un ciğeri eski haline dönmüştür ve kartal Prometheus’un sağlam ciğeri yemeye devam etmiştir. Günümüz bulgularına göre ise karaciğerin kendisini yenileme yeteneği olduğu bilinmektedir.
Kök hücrelerin bölünerek yenilenme özelliği, bilim dünyasında ve tıpta kullanılarak insanlar için bir avantaj haline gelmiştir. Bazı organların özellikle karaciğer, beyin ve kalp gibi hayati öneme sahip organların hasarlanma durumları halinde, bu organlardaki hücreler bölünemez yani yenilenemezler. Bu durumda kök hücreler kullanılarak hasarlı organlarda yenilenme sağlanmaktadır. Bunun yanında organ nakline ihtiyaç duyan ancak bu işlem için uygun olmayan hastalarda da kök hücre tedavisi çalışmaları sürmektedir.
Kök hücrenin tedavilerde kullanımı çeşitli aşamalarda mümkündür. Bir hastalığın nasıl ortaya çıktığını bulmak, tedavi için gereken ilaçları test etmek ve yeni tedavi yolları geliştirmek kök hücreler sayesinde yapılmaktadır. Kök hücrelerin ilaç geliştirmedeki kullanımına bir örnek sunalım. İndüklenmiş pluripotent kök hücreler, kısaca iPSC, kan veya deri hücrelerinden alınan ve insanda herhangi bir hücreye dönüştürülebilen kök hücrelerdir. Bilim insanları bir hastadan alınan iPSC’yi farklılaştırarak hastalıklı hücreleri inceleyebilir ve ilaçları test edebilmek için küçük organ modelleri oluşturabilirler.
Kök hücrelerin yenilenme yetenekleri sayesinde, hasarlı organların yenilenmesinde kullanıldıklarından bahsetmiştik. Peki süreç nasıl işliyor?
Tedavide kullanılacak kök hücreler kişiden veya kişiye uyumlu donörden (verici) alınır. Alınan kök hücreler hasta bireye nakledilir ve hastadaki hasarlı doku veya organların yenilenmesi sağlanır. Bireyin kendi kök hücrelerinin hasarlı doku veya organa nakledilmesine otolog nakil, bir başkasından alınan kök hücrelerin nakline de allojenik nakil denmektedir.
Tedavi için alınan kök hücreler, önceleri yalnızca kemik iliğinden alınırken 1972 yılında Amerika’daki klinisyenlerin kordon kanındaki kök hücreleri kullanmasıyla günümüzde bu yöntem de kullanılmaktadır. Bunun yanında vücutta dolaşan kandaki kök hücreler ve yağ dokusundaki kök hücreler de kullanılabilmektedir.
Hasta birey için uygun kök hücre elde edildikten sonra bu kök hücreler hastanın damar yoluna veya hasarlı bölgeye doğrudan enjekte edilmektedir. Enjekte edilen kök hücreler, bulundukları doku veya organa göre farklılaşıp çoğalırlar. Örneğin kemik iliğinden alınan kök hücreler, kan hücrelerine; kas hücrelerinden alınanlar ise kas hücrelerine dönüşürler. Bu yolla zarar görmüş bölgede yenilenme ve iyileşme sağlanmaktadır.
Kök hücre tedavisi sinir sistemi hastalıklarından kansere kadar birçok hastalıkta ve organ yetmezliği gibi durumlarda mümkündür. Bu durumlardan bazıları; lösemi, kemik iliği yetmezliği, lenfoma, organ kanserleri, diyabet ve organ hasarlarıdır.
Kök hücrenin kullanıldığı alanlar dolayısıyla bazı hastalıkların tedavi yöntemleri her geçen gün yeni araştırmalarla artmaktadır. 2023 yılının kasım ayında yayımlanan bir habere göre diyabet hastalığının tedavisinde kullanılabilecek yeni bir kök hücre çalışması gerçekleştirilmiştir ve bu sayede hastaların insülin almasına gerek kalmayabilir. Alberta Üniversitesi’ndeki bir ekip, diyabet hastalarının kendi kök hücrelerini kullanarak bu hücrelerin insülin üreten pankreas hücrelerine dönüşmesini sağlamak ve süreci iyileştirmek için bir adım atmışlardır. Bu sayede diyabet hastaları için insülin enjeksiyonu gerektirmeyen bir tedavi olasılığı geliştirilmiştir.
Kök hücre çalışmalarının bilim ve tıp için önemi aşikardır. Ancak bilimsel çalışmalar için embriyonik kök hücrelerini kullanmak Türkiye ve diğer ülkelerde hukuken yasaklanmıştır.
2005 yılında Türkiye’de yayımlanan genelgeye göre etik tartışmalar sonucunda, bilimsel araştırmalarda sadece yetişkin kök hücrelerin kullanımına müsaade edilmiştir. 2006’da yayımlanan genelgede ise kök hücre nakline dair çalışmalar da mevcuttur. Ancak embriyonik kök hücrelerin kullanımı, bu genelge kapsamında değildir.
Dünya çapında bazı ülkeler embriyonik kök hücre çalışmalarına müsaade etse de bazı ülkelerin tavrı tıpkı ülkemizdeki gibidir ve bu çalışmalara izin verilmemektedir. Örneğin Japonya ve Hollanda’da kök hücre çalışmaları desteklenmekte ve embriyonik kök hücrelerle çalışmaya izin verilmektedir. İngiltere’de embriyonik kök hücre çalışmalarına kontrollü izin verilmiştir. Belçika, İtalya ve İspanya’da ise belirli şartlarda imkan tanınmaktar ve çalışma alanları sınırlandırılmaktadır. Almanya’daki durum, Türkiye’dekine benzerdir ve yalnızca yetişkin kök hücrelerle çalışmaya izin verilmektedir.
Kök hücre kullanımına yönelik izinler ve çalışma kapsamları ülkeden ülkeye değişiklik gösterse de kök hücre tedavisi çeşitli hastalıkların tedavisini sağlamakta ve birçok hasta için umut ışığı olmaktadır.
İnsanlar için hayati öneme sahip olan kemikler çok sağlamdır ancak bazen kırılabilirler. Kemikler genellikle kırıldıkları zaman kendilerini onarabilirler ancak bazen kırılan kemiklerin implant denilen cihazla desteklenmesi gerekir. İmplant, insan vücudunun eksik bir kısmını değiştirmek veya desteklemek için kullanılan insan yapımı bir cihazdır. Kemik söz konusu olduğunda implant, kemiğin doğal işlevini yeniden kazanmasına yardımcı olmayı amaçlar. Ancak vücuda yabancı bir cisim girdiği zaman, çeşitli olası komplikasyonlar oluşturabilir. Özellikle kemik onarımı implantları sıklıkla mücadele edilmesi zor bakteriyel enfeksiyonlarla ilişkilendirilir. Bu enfeksiyonların oluşmasını engellemek için, bilim insanları birçok yaklaşım ve materyal üzerinde çalışmaktadır. Peki, kemik implantları belirli böceklerde bulunan bakteri öldürücü yapılar içerse ne olurdu?
Bu yazımızda, bu soruya cevap aramak için araştırma yapan bilim insanlarının çalışmalarını öğreneceğiz.
Kemik, yaşam boyunca önemli ölçüde değişen inanılmaz bir dokudur. Sizin göremeyeceğiniz ve hissedemeyeceğiniz şekilde sürekli kendini parçalayıp yeni kemik oluşturur. Kemikler öncelikle kalsiyum ve fosfat gibi minerallerden oluşur, ancak temel rolleri; mineralleri sağlayan, organize eden ve şekillendiren çeşitli hücre türleridir. Peki, kemiğin kendini onarmasını sağlayan şey nedir? Osteoblastlar adı verilen kemik oluşturucu hücreler kemik kırıldıktan sonra kendini onarma yeteneğini kazandırır. Bu onarım sürecine kemik yenilenmesi denir. Doktorlar, kemiğin yavaş yavaş yenilenebilmesi için kırık uzuvları hareketsiz hale getirip onlara alçı koyarlar. Ancak bazı durumlarda defekt (kırığın kemikte oluşturduğu delik) tam fonksiyonun geri kazanılmasına izin vermeyecek kadar büyüktür. Bu durumda doktorlar kusuru doldurmak ve vücudun kemiği onarmasına yardımcı olmak için implantları kullanabilirler. Ancak bunun dezavantajları vardır, mesela vücuda yabancı bir maddenin girmesi gibi çeşitli komplikasyonlara yol açabilir.
Bakteriler yaşamın en bol bulunan şekline sahiptirler ve dünyanın hemen her yerinde bulunurlar. Toprakta, suda, havada, hatta vücudumuzun içinde ve üzerinde bakteriler bulunmaktadır. Bu küçük organizmalar dünyadaki yaşam için gereklidir ve genellikle bize zarar vermezler. Ancak bazı bakteri türleri dokularda büyümemeleri gereken yerlerde çoğalma eğilimindedir; buna enfeksiyon denir. Çoğu durumda vücut enfeksiyona karşı kendini savunabilir ve normale dönebilir. Ancak bazı durumlarda, eğer bakteriler agresifse veya vücut onlarla etkili bir şekilde savaşamayacak kadar zayıfsa, doktorların enfeksiyonları antibiyotik adı verilen ilaçlarla tedavi etmesi gerekir. İmplantasyon sırasında ortamda bakteri mevcutsa implant yüzeyinde hızla çoğalırlar. Bu doktorlar için gerçek bir sorundur çünkü antibiyotikler bakterileri öldürmede etkili olmasına rağmen bu ilaçlar kemik implantlarında büyüyen bakterileri kontrol etmekte zorlanır. Bu durumlarda implantın sıklıkla çıkarılması gerekir, bu da hasta için daha fazla risk ve ağrı anlamına gelir.
Son yıllarda doktorlar ve bilim insanları, ne kadar çok antibiyotik kullanılırsa, o kadar çok bakterinin antibiyotik varlığında adapte olabileceğini ve hayatta kalmanın yollarını bulabileceğini fark etmeye başladılar. Günümüzde antibiyotikler hala inanılmaz derecede faydalıdır ancak bilim insanları, bakterilere karşı kendimizi savunmanın başka yollarını bulmaya çalışıyorlar.
Bilim insanlarının bakterilere karşı savunma arayışındaki yaklaşımlardan biri, doğada zaten var olan yöntemleri taklit etmektir. Araştırmacılar, ağustos böceğinin kanatlarında böyle bir özellik gözlemlediler. Ağustos böceğinin kanatlarının tüm yüzeyinde bakterilerden birkaç kat daha küçük sütunlar vardır. Bu keskin sütunlar kanatlara yapışmaya çalışan bakterileri delip öldürebilir. Bu bakteriyel enfeksiyon tehlikesine karşı ağustos böceklerinin doğal bir çözümüdür. Bu sütun yapılarının boyutunun nanometre (nm) aralığında olduğuna dikkat etmek önemlidir, dolayısıyla bunlara nanoyapılar denir. Bir nanometre metrenin milyarda biridir. Bir cetvelin milimetre büyüklüğüne baktığınızda, o küçücük alana 1.000.000 nanometre sığdırabileceğinizi hayal etmeye çalışın.
Bu küçük yapıları taklit ederek antibiyotik özelliklere sahip materyaller geliştirilebilir miydi? Elena Ivanova bunu büyük potansiyel olarak gören araştırmacılardan biri. Bu amaçla kendisi ve grubu, çeşitli malzemelerin yüzeyinde doğada bulunanlara benzer yapay sütunlar oluşturdu. Sivri uçlara veya keskin kenarlara benzeyen ve bakterileri öldürmede oldukça etkili olan iki tür sütun benzeri yapı geliştirdiler.
Bu keşif, antibiyotik kullanmaya gerek kalmadan bakterileri öldürebilen yeni nesil kemik implantları geliştirmek için önemliydi.
Bilim insanlarının kemik onarımı için implant geliştirirken karşılaştıkları ilk zorluk biyouyumluluktur; bu da bu malzemenin konakçı için toksik olmaması veya immünolojik redde neden olmaması gerektiği anlamına gelir. İmplant yapımında kullanılan malzemeler vücuda yabancı olduğundan vücut, implantı bir tehdit olarak algılayıp reddetme girişiminde bulunabilir. Bu nedenle bilim adamlarının vücutta zararlı süreçleri tetiklemeyen ve vücutta stabil kalan materyalleri araması gerekiyor. Bunu başarmak için ağustos böceği kanatlarındaki sütun benzeri nanoyapılar titanyum yüzeylerde oluşturuldu. Titanyum tıpta sıklıkla kullanılan iyi bilinen bir metaldir çünkü mekanik özellikleri kemiğe yakındır, zamanla stabil kalır ve vücudun buna tepki vermesi pek olası değildir. Bu nedenle titanyum, çeşitli vücut dokularıyla uzun süre yakın temas halinde olan tıbbi implantlar için güvenli bir malzeme gibi görünmektedir.
İmplantlar Nasıl Test Ediliyor?
Tıbbi amaçlı cihazlar geliştirilirken bu cihazların çeşitli testlerden geçirilmesi zorunludur. Testler, cihazın vücut için toksik olup olmadığını söyleyebilir ve cihazın ne kadar etkili olabileceği konusunda bilim insanlarına bir ön fikir verebilir. Bu bilgiyi elde etmek için in vitro denilen deneyler yapılıyor. Bu, hücreleri veya mikroorganizmaları kullanarak laboratuvar deneyleri yapıldığı anlamına gelir. Bu sayede, hücrelerin davranışlarını inceleyerek bir organizmada neler olabileceğine dair bir resim elde edilebilir.
İnsanlarda her birinin kendi özel görevi olan birçok hücre türü vardır. Bu yüzden bilim insanları, kemik yenilenmesi hakkında en fazla bilgiyi verecek mezenkimal kök hücreler (MSC’ler) kullanarak cihazları test ettiler. MSC’ler, çevrelerine bağlı olarak birçok farklı hücre tipine dönüşebilmeleri bakımından son derece önemlidir. MSC’ler bir kemik defekti bölgesinde mevcut olduğunda, çevreden sinyalleri alır ve osteoblastlara (kemik oluşturan hücreler) dönüşürler. Bu nedenle, araştırmacılar titanyum implantının vücuda girdikten sonra üzerinde meydana gelecekleri taklit etmek için deneylerde MSC’leri kullandılar. MSC’ler’i implantlara eklediler ve büyümesini beklediler.
Bilim insanlarının üzerinde çalıştığı titanyumun yüzeyindeki nanoyapılar sayesinde bakterileri öldürdüğünü yukarıda anlamıştık. Peki, nanoyapılar insan hücrelerine de zararlı olabilir miydi? Deney sonucu durumun böyle olmadığını gösterdi. MSC’ler, tasarlanmış titanyum yüzeylerinde normal şekilde hayatta kaldı ve büyüdü.
Daha da şaşırtıcı olan ise nanoyapılı titanyumdaki MSC’lerin osteoblastlara dönüşmeye başlamasıydı. MSC’nin genellikle bir hücre tipinden diğerine geçişi olması için tetikleyici bir molekül gerekir. Ama araştırmacılar, deneyde bununla ilgili herhangi bir molekül kullanmadılar. Peki o zaman bu nasıl oldu? Araştırmacılar, MSC’lerin nanoyapıları sinyal olarak algılayıp osteoblastlara dönüşebileceği ihtimali olduğunu düşünüyorlar. Bu, nanoyapılı titanyum implantların bir başka harika özelliği olabilir. Nanoyapılı titanyum implantlar hem antibiyotik olmadan bakterileri öldürebiliyor hemde vücudun yeni kemik oluşturmasına yardımcı olabiliyor. Doğaya dikkatli baktığımız zaman, insan sağlığı için faydalı malzemelerin keşfedilebileceği ihtimali sizce de düşündürücü, değil mi?
Kaynak: https://www.bilimup.com/boceklerden-gelen-ilham-kemik-onarimi-icin-yeni-implantlar
Şimdiye kadar Dünya üzerindeki işleyişi açıklayan, bu işleyişin nasıl sağlandığına ve devam ettirildiğine dair farklı kanıtlar ve görüşler öne süren birçok çalışma yapılmıştır. Gaia Hipotezi de bu çalışmalardan bir tanesidir. Hipotez, dünyayı bir süper organizma olarak görür. Bu organizmada, atmosfer, okyanuslar, kara ve canlılar gibi farklı parçalar, organizmanın sağlığını korumak için birlikte çalışır. Bu, bedenin farklı organlarının ve sistemlerinin bir arada çalışarak sağlığı ve dengeyi korumasına benzer.
Gaia hipotezi, gezegenimizin yaşamını bir bütün olarak ele alan, yaşam formlarının ve cansız olarak düşünülen doğanın birbirleriyle etkileşim içinde olduğunu öne süren bir görüştür. Bu görüşte gezegenin kendi kendini düzenlemesi ve etkileşimli kontrol mekanizmalarına dair bilgi yer almaktadır.
Gaia hipotezini araştıran bilim insanları, biyosferin ve yaşam formlarının gelişimini incelemektedir. Bu bağlamda küresel sıcaklık, okyanus tuzluluğu ve atmosferdeki oksijen miktarı gibi faktörleri yaşam dengesine nasıl katkıda bulunduğunu gözlemlemeye odaklanırlar. Bu hipoteze göre Dünya’nın farklı katmanları olan biyosfer, atmosfer, hidrosfer ve pedosfer (toprak küre) birbirine sıkıca bağlı bir şekilde kendi kendini düzenleyen karmaşık bir sistemdir.
Gaia, yaşamın geri bildirim döngüleriyle bilinçsizce düzenlenen bir sistemdir. Bu döngüler, canlıların, özellikle de mikroorganizmaların, inorganik maddelerle etkileşimine dayanır. Bu sayede, gezegenin yüzey sıcaklığını, atmosfer bileşimini ve okyanusların tuz miktarını düzenleyen bir küresel kontrol sistemi oluşturulur.
Okyanuslardaki tuz miktarı, uzun bir süredir %3,4 seviyesinde sabit bir haldedir. Bu tuz miktarının seviyesi önemlidir. Birçok organizma %5’in üzerindeki tuzluluk seviyesine tolerans gösteremez. Aslında okyanus tuzluluğunun bu kadar uzun süre sabit kalması çözülemeyen bir gizemdir. Çünkü nehir tuzlarının okyanus tuzlarına olan katkısı, okyanustaki tuzluluğu beklenenden çok daha az etkilemektedir.
Dünya’nın atmosferi, yaşam için ideal koşulları sağlayarak sabit kalır. Atmosferde bulunan gazlar genellikle organizmalar tarafından işlenir. Gaia hipotezi, Dünya’nın atmosfer bileşiminin yaşamın varlığıyla dinamik bir şekilde dengede tutulduğunu öne sürmektedir. Bu durum, canlılık olmayan gezegenlerde ise dengelenmemiş ve canlılığa uygun olmayan şekilde devam etmiştir.
Dünya atmosferi genellikle %78,09 azot, %20,95 oksijen, %0,93 argon, %0,039 karbondioksit ve az miktarda metan gibi diğer gazları içerir. Oksijen, flordan sonra atmosferdeki en reaktif ikinci gazdır. Normalde oksijen, Dünya’nın kabuğundaki gazlar ve minerallerle reaksiyona girer. Bu etkileşim sonucunda oksijen miktarı dengelenir.
Dünya’da yaşam başladığından beri, Güneş’ten gelen enerji miktarı %25 ila %30 artmıştır. Ancak bu artışa rağmen gezegenin yüzey sıcaklığı istikrarlı bir şekilde yaşanabilir seviyelerde kalmıştır. Dünya yüzeyinin sıcaklığı ilgili bilim dalları tarafından incelenmektedir. Buna ilişkin Gaia hipotezi ile paralel ve çelişen farklı görüşler ortaya çıkmıştır.
Hipotezi oluşturan Lovelock, erken atmosferde metanojenlerin yani metan gazı üreten organizmaların yüksek miktarda metan ürettiğini ve bu nedenle tıpkı bir uydu gibi bir görünüm oluşturduğunu varsaymıştır. Bu durum, ozon tabakası oluşmadan önce gezegenin ultraviyole radyasyonunu perdelemeye eğilimli olduğunu ve bir noktaya kadar iç dengeyi korumaya devam ettiğini göstermiştir.
Buz Çağı gibi dönemlerde oksijen şokları ve azalan metan seviyeleri, Kartopu Dünya teorisine göre Dünya’nın neredeyse tamamen buz tabakası ile kaplanmasına yol açmıştır. Bu teori, biyojeofizyolojik süreçler aracılığıyla Dünya yüzeyinin tamamen donduğu dönemlerin sona ermesine uygun olsa da Gaia hipotezi ile çelişmektedir.
CLAW hipotezi, okyanus ekosistemleri ile Dünya’nın iklimi arasında bir geri bildirim döngüsü olduğunu savunur. Bu hipoteze göre, belirli fitoplankton türlerinin ürettiği dimetil sülfit, iklim değişikliklerine yanıt olarak hareket eden negatif bir geri bildirim döngüsü oluşturur. Ancak, şu anda Gaia’nın homeostatik dengesi, insan faaliyetlerinin artması ve çevresel etkileri nedeniyle zorlanmaktadır. Artan sera gazı emisyonları, Gaia’nın olumsuz geri bildirimlerinin olumlu geri bildirimlere dönüşmesine neden olabilir. Lovelock’a göre bu durum, hızlanmış bir küresel ısınma ve kitlesel insan ölümlerine yol açabilir. Gaia hipotezi içerisinde oluşabilecek durumlar ise çeşitli bilim insanları tarafından matematiksel modellere dönüştürülmüştür.
James Lovelock ve Andrew Watson, organizmaların çevreleriyle etkileşime girerek sıcaklık düzenlemelerini gösteren bir matematiksel model olan Daisyworld’ü geliştirmiştir. Modelin amacı, yeryüzünde oluşan geri bildirim mekanizmalarının doğal döngülerin aksine organizmaların kendi faaliyetlerinden doğabileceğini göstermektir.
Daisyworld, enerji dengesini incelemek için siyah ve beyaz papatyalarla oluşturulmuş bir gezegenin modelidir. Siyah papatyalar ışığı emerek gezegeni ısıtırken, beyaz papatyalar ışığı yansıtarak gezegeni soğutur. Papatyalar arasındaki rekabet, büyüme oranlarını etkileyen sıcaklık değişikliklerine bağlıdır. Bu rekabet, papatya popülasyonunun, uygun bir gezegensel sıcaklığa doğru dengelenmesini sağlar.
Bir ekosistemde çok sayıda tür bulunması, Gaia hipotezi gibi biyoçeşitliliğin ekosistem düzenindeki rolünü açıklamada iki farklı görüşe yol açmıştır. Çevre bilimci Brian Walker tarafından önerilen “tür fazlalığı” hipotezi, ekosistem dengesine katkıda bulunan türlerin sayısının aslında çok az olduğunu savunmaktadır. Bu hipoteze göre, her tür, bir uçaktaki yolcular gibi, genel dengeye çok az katkıda bulunur. Sağlıklı bir ekosistemi temsil eden bir uçakta canlı türleri biri vida olarak düşünülür. Aşamalı tür kaybı, vida kaybı gibi ekosistemi zayıflatır ve sürdürülebilir olmaktan çıkarana kadar çöküşe yol açar.
Ancak, Daisyworld simülasyonları, çeşitli türlerin varlığının ekosistemlerin istikrarına önemli katkılarda bulunduğunu göstermiştir. Bu simülasyonlarda, tür çeşitliliği arttıkça, gezegen genelinde sıcaklık düzenlemesinin ve iyileşmenin arttığı bulunmuştur. Bu sonuçlar, biyolojik çeşitliliğin değerli olduğunu desteklemektedir. Bu bulgular daha sonra, Minnesota’da gerçekleştirilen bir çalışmada da doğrulanmıştır. David Tilman ve John A. Downing, çeşitli bitki topluluklarının daha fazla tür çeşitliliğine sahip olduğunu ve bu bitkilerin büyük ölçüde kuraklığa dayanıklı olduğunu bulmuşlardır. Bu sonuçlar, tür fazlalığı hipotezini desteklemekte ve türlerin fazlalık olduğu alternatif hipotezi ise desteklememektedir.
Gaia hipotezini destekleyen bilim insanları, canlı organizmaların karbon döngüsüne katılımını, yaşam için uygun koşulları sağlayan süreçlerden biri olarak görmektedir.
Atmosferdeki karbondioksitin doğal kaynağı volkanik aktivite iken, önemli bir uzaklaştırma yöntemi karbonat kayaçlarının çökelmesidir. Karbon çökmesi, suyun içerisinde ve topraklarda gaz dolaşımını sağlayan bitki kökleri ve bakteriler gibi organizmaların etkisiyle deniz tabanında gerçekleşir. Canlı organizmalar, kalsiyum karbonatı üretmek için kabuklar oluşturur. Bu yapılar, ölü organizmaların deniz tabanına düşmesiyle kireçtaşı birikintilerine dönüşür.
Döngüde yer alan organizmalardan biri Emiliania huxleyi adlı bir kokolitofor yosun türüdür. Kokolitoforlar, denizlerde yaşayan ve fotosentez yoluyla karbondioksiti alarak organik karbonu bünyelerinde toplayan mikroskobik alglerdir. Ayrıca, kalsiyum karbonat kabukları oluşturarak da karbondioksiti depolarlar. Bu kabuklar deniz tabanına çöker ve uzun vadeli karbon depolaması sağlar, böylece atmosferdeki karbondioksit seviyelerini düzenlemeye yardımcı olurlar.
Likenler ve diğer organizmalar, yüzeydeki kayaların ayrışmasını hızlandırırlar. Aynı zamanda toprakta daha hızlı ayrışan kayaların ayrışmasını sağlayan kökler, mantarlar, bakteriler ve yeraltı hayvanlarıyla birlikte çalışırlar. Bu şekilde, atmosferden toprağa doğru karbondioksit akışı canlılar aracılığıyla sağlanır. Atmosferdeki CO2 seviyeleri arttıkça sıcaklık yükselir ve bitkiler büyür. Bu büyüme, bitkilerin CO2 tüketimini artırarak atmosferden daha fazla CO2’nin alınmasını sağlar. Böylece, Gaia hipotezinin savunduğu gibi canlı ve cansız olan Dünya sistemleri kendini kontrol eder ve düzenler.
Gaia hipotezi, İngiliz bilim insanı James Lovelock tarafından ortaya atılmıştır. Ancak hipotezin gelişmesinde ve yayılmasında Amerikalı mikrobiyolog Lynn Margulis’in katkıları da bulunmaktadır. James Lovelock, Gaia hipotezini ilk olarak 1970’lerin başlarında ortaya atmıştır ve bu hipotezi 1972’de “Geophysiology” adlı bir bilimsel makalede tanıtmıştır.
Gaia hipotezi, adını Antik Yunan mitolojisindeki “Gaia” adlı toprak tanrıçasından almıştır. Lovelock, ilk olarak gezegenimizi bir bütün olarak ele almıştır ve yaşamın çevresiyle etkileşim halinde olduğunu ve gezegenin kendi kendini düzenlediğini öne sürmüştür.
Lovelock, gezegenin biyosferinin, atmosfer, okyanuslar ve kayaçlarla birlikte bir bütün olarak düşünülmesi gerektiğini savunmuştur. Ona göre, yaşam formları, gezegenin kimyasal ve fiziksel koşullarını düzenler ve uyumlu bir denge sağlarlar. Bu hipoteze göre gezegen, bir organizma gibi davranır ve gezegenin yaşam koşullarını en uygun hale getirmek için birbiriyle etkileşim halindedir.
Lynn Margulis, Gaia hipotezine artı olarak mikrobiyal bir bakış açısı getirmiş ve özellikle bakterilerin ve diğer mikroorganizmaların gezegenin yaşam ve çevre üzerindeki etkilerini vurgulamıştır. Margulis’in endosimbiyoz teorisi, bu hipotezin gelişiminde önemli bir rol oynamıştır. Bu teori, birçok önemli sürecin, farklı organizmalar arasındaki işbirliği ve birliktelikleri sonucunda ortaya çıktığını öne sürmektedir.
Kaynak: https://www.bilimup.com/dunyanin-kendisi-canli-bir-organizma-olabilir-mi-gaia-hipotezi-nedir
İlişkisel veritabanları, karmaşık veri kümelerini depolamak ve almak için verimli bir çözüm sunar; ancak SQL programlama uzmanlığı gereksinimi, birçok yaşam bilimi kullanıcısı için önemli bir zorluk teşkil eder. Son teknoloji ürünü bir büyük dil modelinin, sade İngilizce sorguları SQL betiklerine (Metinden SQL’e) etkili bir şekilde çevirip çeviremeyeceğini, böylece veritabanı etkileşimini basitleştirip tipik kullanım engellerini ortadan kaldırıp kaldıramayacağını araştırıyoruz. Beş Avrupa şehrinden 239 kanalizasyon örneğinden alınan 19 birbirine bağlı metagenomik analiz tablosundan oluşan karmaşık bir veritabanı mevcuttu. Veritabanının yapısı ve içeriği hakkında arka plan bilgileriyle birlikte büyük bir dil modeli sağlandı.
Daha fazlasını oku
Adolf Hitler’in kanı üzerinde yapılan DNA analizi, diktatörün soyu ve olası sağlık sorunları hakkında bazı önemli bulguları ortaya çıkardı.
Uluslararası uzmanlardan oluşan bir ekip, kan lekesi olan eski bir kumaş parçası üzerinde bilimsel testler yaptı.
Bulgular, Hitler’in Yahudi kökenli olup olmadığına (değildi) ve cinsel organlarının gelişimini etkileyen genetik bir bozukluğu olduğuna dair söylentilere ışık tutmayı başardı.
Tık tuzağı manşetler Nazi diktatörünün mikropenisi ve tek testisi olup olmadığına odaklanmış olsa da, daha ciddi veriler de elde edildi:
Daha fazlasını oku
NAMPT Aksonopati Mutasyonu (MINA) sendromu olarak bilinen bu durum, beyin ve omurilikten vücudun kaslarına sinyal iletmekten sorumlu sinir hücreleri olan motor nöronlara zarar verir. Bu durum, hücrelerin enerji üretmesine ve kullanmasına yardımcı olan önemli bir rol oynayan NAMPT proteinindeki nadir bir mutasyondan kaynaklanır. Bu protein arızalandığında, hücreler hayatta kalmak ve düzgün çalışmak için ihtiyaç duydukları enerjiyi üretemezler.
Enerji Yetmezliğinin Sinir Sistemini Nasıl Etkilediği
Enerji açığı kötüleştikçe hücreler yavaş yavaş zayıflar ve ölür; bu da kas güçsüzlüğü, koordinasyon bozukluğu ve ayaklarda şekil bozuklukları gibi semptomlara yol açar. Bu semptomlar genellikle zamanla ilerler ve en şiddetli vakalarda, bireyler sonunda tekerlekli sandalyeye ihtiyaç duyabilir.
Ding, “Bu mutasyon vücuttaki her hücrede bulunsa da, esas olarak motor nöronları etkiliyor gibi görünüyor,” diye açıkladı. “Sinir hücrelerinin bu duruma karşı özellikle savunmasız olduğuna inanıyoruz çünkü uzun sinir liflerine sahipler ve hareketi kontrol eden sinyalleri göndermek için çok fazla enerjiye ihtiyaç duyuyorlar.”
Yılların Temel Araştırmalarına Dayalı
Yeni bulgu, Ding ve ekibi tarafından yürütülen önceki araştırmaları genişletiyor. 2017 yılında, NAMPT’nin nöronların sağlıklı kalması için hayati önem taşıdığını gösteren önemli bir çalışma yayınladılar. Çalışmaları, sinir hücrelerinde NAMPT fonksiyonunun kaybının, felç ve iyi bilinen bir motor nöron hastalığı olan amiyotrofik lateral skleroza (ALS) benzeyen semptomlara yol açabileceğini ortaya koydu.
Kaynak ve devamına Buradan ulaşabilirsin.
Bilim insanları, ilacı doğrudan küçük küreleri kaplayan DNA zincirlerine yerleştiren bir tür nanoyapı olan küresel nükleik asitler (SNA’lar) kullanarak ilacın yeni bir formunu geliştirdiler. Bu yeniden yapılandırma, zayıf ve çözünmeyen bir kemoterapi ilacını, sağlıklı dokuyu koruyan, yüksek hedefli bir kanserle savaşan ajana dönüştürdü.
Lösemiye Karşı Dramatik Bir Destek
Yeni tedavi yöntemi, hızla büyüyen ve tedavisi zor bir kan kanseri türü olan akut miyeloid lösemi (AML) hastalarında test edildi. Standart kemoterapi versiyonuna kıyasla, SNA bazlı ilaç lösemi hücrelerine 12,5 kat daha etkili bir şekilde girdi, onları 20.000 kata kadar daha etkili bir şekilde yok etti ve kanserin ilerlemesini 59 kat yavaşlattı; tüm bunlar herhangi bir tespit edilebilir yan etki olmadan gerçekleşti.
Bu başarı, nanomedikallerin insan vücuduyla etkileşimini iyileştirmek için bileşimini ve mimarisini hassas bir şekilde kontrol eden bir alan olan yapısal nanomedikalin giderek artan potansiyelini vurgulamaktadır. Klinik test aşamasında olan yedi SNA tabanlı tedaviyle birlikte, araştırmacılar bu yaklaşımın kanserler, enfeksiyonlar, nörodejeneratif bozukluklar ve otoimmün hastalıklar için yeni aşı ve tedavilerin önünü açabileceğine inanıyor.
Bulgular 29 Ekim’de ACS Nano’da yayımlandı .
“Tümörlerin Gelişimini Durdurmak”
Araştırmaya liderlik eden Northwestern Üniversitesi’nden Chad A. Mirkin, “Hayvan modellerinde, tümörleri daha başlangıç aşamasında durdurabileceğimizi gösterdik,” dedi. “Bu, insan hastalara da uyarlanırsa, gerçekten heyecan verici bir gelişme olur. Daha etkili kemoterapi, daha iyi yanıt oranları ve daha az yan etki anlamına gelir. Her türlü kanser tedavisinin hedefi her zaman budur.”
Mirkin, kimya ve nanomedikal alanında önde gelen bir isim olup, Northwestern Üniversitesi’nde George B. Rathmann Kimya, Kimya ve Biyoloji Mühendisliği, Biyomedikal Mühendisliği, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ve Tıp Profesörü olarak görev yapmaktadır. Ayrıca Uluslararası Nanoteknoloji Enstitüsü’nün yöneticisi ve Robert H. Lurie Kapsamlı Kanser Merkezi üyesidir.
Klasik Bir Kemoterapi İlacının Yeniden Düşünülmesi
Mirkin’in ekibi, bu çalışma için sınırlı etkinliği ve sert yan etkileriyle bilinen uzun süredir kullanılan bir kemoterapi ilacı olan 5-florourasil’i (5-Fu) yeniden ele aldı. 5-Fu, kanserli hücrelerin yanı sıra sağlıklı hücreleri de etkilediği için mide bulantısı, yorgunluk ve nadir durumlarda kalp komplikasyonlarına neden olabilir.
Kaynak ve devamına Buradan ulaşabilirsin.
Kaynak ve devamına Buradan ulaşabilirsin.
Kaynak ve devamına Buradan ulaşabilirsin.