Elektronik veri depolama sistemleri sürekli gelişse de yeni DNA baskı tekniği bu alanda devrim yaratmaya geliyor. Yeni teknik tıpkı matbaa gibi çalışıyor ve herkesin yapabileceği kadar kolay işliyor.

Elektronik veri depolama sistemlerinin giderek daha verimli hale geldiğini bilsek de doğanın sunduğu en etkili araçlardan biri olan DNA, yeni bir teknolojiyle bu alanda devrim yaratmaya hazırlanıyor. Geliştirilen DNA baskı yöntemi, verileri DNA’ya depolamayı bir yazıcı kadar kolay ve hızlı hale getiriyor.
DNA’da veri depolama dönemi

DNA’ya veri yazmak genelde harfleri (bazen milyarlarca) tek tek bir araya getirmek gibi son derece yavaş ilerleyen bir süreçti. Ancak bilim insanları, bu süreci hızlandıran “DNA baskı makinesi” adı verilen yeni bir yöntem geliştirdi. Bu yeni teknikle 24 bazdan oluşan 700 DNA bloğu oluşturuldu. Her bir blok, bir tür hareketli harf görevi görerek, istenilen sıraya dizilip DNA şablon zincirlerine “basılarak” veriyi aktarabiliyor. Bu sistem, geleneksel yöntemlerin aksine, tek bir işlemde 350 bitlik veriyi aynı anda yazabiliyor.

Yeni sistem, DNA’nın bilindik GCAT harflerini kullanmak yerine ikili kod (1 ve 0) ile çalışıyor. Bloklara kimyasal işaretleyiciler ekleniyor; işaretli olanlar “1”, işaretlenmemiş olanlar “0” değerini temsil ediyor. Bu yaklaşım, DNA’da veri kodlamayı çok daha kolay ve anlaşılır hale getiriyor. Yapılan deneylerde 16.833 bitten oluşan bir antik Çin kaplan resminin yanı sıra 252.500 bitten oluşan bir panda fotoğrafı DNA’ya başarıyla aktarıldı ve tamamı geri okunabildi.

Veri depolama potansiyeli inanılmaz

Araştırma ekibi, teknolojinin erişilebilirliğini göstermek amacıyla 60 kişiyle bir deney gerçekleştirdi. iDNAdrive adlı bir yazılım platformunu kullanan katılımcılar, toplamda 5.000 bitlik veri kodladı. Elde edilen veriler, %98,58 doğruluk oranıyla başarıyla geri okundu.

DNA’nın veri depolama potansiyeli oldukça etkileyici. Sadece 1 santimetreküp DNA’nın 10 milyar gigabayttan fazla veri depolayabileceği tahmin ediliyor. Dahası, uygun koşullarda DNA binlerce, hatta milyonlarca yıl boyunca veri saklayabiliyor.

Geliştirilen DNA yazıcı teknolojisi, eski bir yöntemden ilham alıyor: hareketli tip matbaa. Nasıl ki bu yöntem kitleler için yazılı metinlerin üretimini kolaylaştırdıysa, DNA yazıcının da veri depolamayı herkesin erişebileceği bir noktaya taşıması bekleniyor.

Teknik, insan hücrelerinin genetik bilgiyi nasıl depoladığına benzer şekilde çalışıyor. DNA üzerindeki metil grupları, genetik ifadeyi düzenleyen kimyasal işaretleyiciler olarak işlev görüyor. Araştırmacılar bu mekanizmayı, DNA bloklarını hareketli harfler, DNA şablonunu ise boş bir kâğıt gibi kullanarak yeniden tasarladı. İşin “mürekkep” kısmını ise bir enzim hallediyor. Enzim, bloklardaki tüm metil gruplarını DNA şablonunun her bir parçasına kopyalıyor. Daha sonra, bir nanopore dizileme cihazı, depolanan dijital dosyaları yeniden oluşturmak için birler ve sıfırlardan oluşan deseni okuyabiliyor.  

Araştırmaya göre çok sayıda yazma işlemi parça parça değil, bir kerede gerçekleştiriliyor. Sonuç olarak, sürecin hızlandırılması ve bilim insanı olmayanlar için erişilebilir hale getirilmesi, DNA’nın uygulanabilir bir veri depolama ortamı haline gelmesine yardımcı olabilir.

Kaynak ve devamına Buradan ulaşabilirsin.

Bilim insanları sivrisinekleri aşı dağıtım aracı olarak kullanmayı başardı. Genetiği değiştirilmiş parazitlerle yapılan çalışmada %90’a varan başarı elde edildi.

Londra Hijyen ve Tropikal Tıp Okulu araştırmacıları, sivrisinekleri kullanarak aşı dağıtımında çığır açan bir başarıya imza attı. Geleneksel yöntemlerin aksine, sivrisinek ısırığı yoluyla uygulanan bu yenilikçi aşılama tekniği, klinik denemelerde %90’a varan etkinlik gösterdi. Bu gelişme, özellikle sıtma gibi tropical hastalıklarla mücadelede yeni bir dönemin kapılarını aralıyor.

Sıtma parazitinin genetik modifikasyonu ile yeni bir dönem başlayabilir

Araştırma ekibi, genellikle hastalık taşıyıcısı olarak bilinen sivrisinekleri yararlı bir amaç için kullanmaya odaklandı. Çalışmanın merkezinde, sıtmanın ana nedeni olan Plasmodium falciparum parazitinin genetik olarak modifiye edilmiş versiyonu yer alıyor. GA2 adı verilen bu modifiye parazit, normal sıtma parazitinden farklı olarak hastalığa neden olmak yerine bağışıklık sistemini güçlendiriyor.

Bilim insanları, 43 gönüllü üzerinde gerçekleştirdilen klinik denemelerde iki aşamalı bir test protokolü uyguladı. İlk aşamada, 20 katılımcı modifiye parazit taşıyan sivrisineklerin ısırıklarına maruz bırakıldı ve hiçbir katılımcıda kan enfeksiyonu görülmedi. İkinci aşamada ise 23 gönüllü, 28 gün arayla üç kez sivrisinek ısırığı aldı. Bu gruptan GA2 paraziti ile aşılananların %89’u, daha sonraki sıtma maruziyetine karşı başarıyla korundu.

Ancak bu yenilikçi yaklaşımın yaygın kullanıma geçmeden önce aşması gereken bazı zorluklar bulunuyor. Laboratuvar ortamında insan kan hücreleri üzerinde kültürlenen parazitlerin sivrisineklere aktarılması ve bu sivrisineklerin aşı taşıyıcısı olarak hazır hale gelmesi yaklaşık iki hafta sürüyor. Bu durum, büyük ölçekli uygulamaları zorlaştırıyor.

Kaynak ve devamına Buradan inceleyebilirsin.

Johns Hopkins Tıp Fakültesi bilim insanları, memeli beyin hücrelerinin kol benzeri yapısının, bilim insanlarının bir asırdan uzun süredir varsaydığından farklı bir şekilde olabileceğine dair yeni kanıtlar sunarak, biyoloji ders kitaplarının revizyona ihtiyaç duyabileceğini söylüyor.

Fare beyin hücreleri üzerinde yapılan çalışma, hücrelerin aksonlarının (diğer beyin hücrelerine ulaşarak bilgi alışverişinde bulunan kol benzeri yapılar) kitaplarda ve internet sitelerinde sıkça resmedilen silindirik tüpler olmadığını, daha çok bir ipe bağlı inciler gibi olduğunu gösteriyor.Bulgulara ilişkin rapor 2 Aralık’ta Nature Neuroscience dergisinde yayımlandı .”Aksonların yapısını anlamak beyin hücresi sinyallemesini anlamak için önemlidir,” diyor Johns Hopkins Üniversitesi Tıp Fakültesi’nde hücre biyolojisi ve sinirbilimi doçenti olan Shigeki Watanabe, Ph.D.. “Aksonlar beyin dokumuzu birbirine bağlayan , öğrenmeyi, hafızayı ve diğer işlevleri sağlayan kablolardır.”Bilim insanları, nöronlardaki zar ve iskelet bütünlüğünün kaybolması sonucu, ölmekte olan beyin hücrelerinde ve Parkinson ve diğer nörodejeneratif hastalıkları olan kişilerde, aksonlarda inci benzeri yapıların oluşabileceğini biliyor.Normal koşullar altında aksonların çoğunlukla sabit bir çapa sahip tüpler şeklinde olduğu ve ara sıra baloncuk benzeri yapılara (sinyallerin diğer beyin hücrelerine iletilmesini sağlayan nörotransmitter kümelerini tutan sinaptik varisler) sahip olduğu düşünülmektedir.Watanabe, ilk başta solucanların sinir sisteminde tekrarlayan akson incileri görmüştü ve İsviçreli bilim insanı Dr. Graham Knott ile yaptığı bir tartışmanın ardından bu yapılar hakkında daha fazla merak duymaya başladı.

Fare beyin hücreleri üzerinde yapılan çalışma, hücrelerin aksonlarının (diğer beyin hücrelerine ulaşarak bilgi alışverişinde bulunan kol benzeri yapılar) kitaplarda ve internet sitelerinde sıkça resmedilen silindirik tüpler olmadığını, daha çok bir ipe bağlı inciler gibi olduğunu gösteriyor.

Bulgulara ilişkin rapor 2 Aralık’ta Nature Neuroscience dergisinde yayımlandı .

“Aksonların yapısını anlamak beyin hücresi sinyallemesini anlamak için önemlidir,” diyor Johns Hopkins Üniversitesi Tıp Fakültesi’nde hücre biyolojisi ve sinirbilimi doçenti olan Shigeki Watanabe, Ph.D.. “Aksonlar beyin dokumuzu birbirine bağlayan , öğrenmeyi, hafızayı ve diğer işlevleri sağlayan kablolardır.”

Bilim insanları, nöronlardaki zar ve iskelet bütünlüğünün kaybolması sonucu, ölmekte olan beyin hücrelerinde ve Parkinson ve diğer nörodejeneratif hastalıkları olan kişilerde, aksonlarda inci benzeri yapıların oluşabileceğini biliyor.

Normal koşullar altında aksonların çoğunlukla sabit bir çapa sahip tüpler şeklinde olduğu ve ara sıra baloncuk benzeri yapılara (sinyallerin diğer beyin hücrelerine iletilmesini sağlayan nörotransmitter kümelerini tutan sinaptik varisler) sahip olduğu düşünülmektedir.

Watanabe, ilk başta solucanların sinir sisteminde tekrarlayan akson incileri görmüştü ve İsviçreli bilim insanı Dr. Graham Knott ile yaptığı bir tartışmanın ardından bu yapılar hakkında daha fazla merak duymaya başladı.

Harvard Üniversitesi’nden bir araştırma ekibinin 2012 yılında aksonlarda tekrarlayan “iskelet” bileşenlerini tanımlayan bir çalışma yayınladığını belirten Watanabe, bu nedenle araştırmacıların inci yapıların kaybolup kaybolmadığını görmek için akson iskeletinden kurtulmak üzere deneyler tartıştıklarını söyledi.Johns Hopkins lisansüstü öğrencisi ve çalışmanın baş yazarı Jacqueline Griswold bu fikri test etti ancak akson incilenmesi üzerinde bir etki bulamadı.Daha sonra Watanabe ve Griswold, aksonların fiziksel özelliklerine daha yakından bakmak için Kaliforniya Üniversitesi San Diego Tıp Fakültesi’nde farmakoloji profesörü olan teorik biyofizikçi meslektaşları Dr. Padmini Rangamani ile birlikte çalıştılar.İnsan saçının genişliğinden 100 kat daha küçük olan beyin hücrelerindeki (nöronlar) aksonları görebilmek için bilim insanları yüksek basınçlı dondurma elektron mikroskobu kullandılar . Hücrenin yapısını ana hatlarıyla belirtmek için hücreye elektron demetleri gönderen standart elektron mikroskobu gibi Watanabe ve ekibi de yapıların şeklini korumak için fare nöronlarını dondurdular.Watanabe, “Nano ölçekli yapıları standart elektron mikroskobu ile görmek için dokuları sabitliyor ve kurutuyoruz, ancak onları dondurmak şekillerini koruyor. Bu, bir üzümü kuru üzüme dönüştürmek yerine dondurmaya benzer,” diyor.

Kaynak ve devamına Buradan ulaşabilirsiniz.