ODTÜ Kimya Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Ural Akbulut, uluslararası bilimsel yayınlar Science ve Nature eşi kaynaklardan 2014'te dünya İlim dünyasında yaşanan önemli haberleri derledi. 

Buna göre, 2014'ün en çok teknolojik buluşlarından biri, ABD’de Cincinnati Üniversitesinde Biyokimya ve Hücre Biyolojisi profesörü bulunan J. M. Wells, kök hücreden minyatür insan midesi üretmesi oldu.

Geçen sene kök hücreden minyatür böbrek üretilip başarıyla fareye nakledildi, lakin kök hücreden minyatür insan midesi üreten olmadı. Araştırmacılar, helikobakter pilori isimli bakterinin sebep bulunduğu gastrit, ülser ve kimi mide kanserlerinin tedavisi için bu bakteriyi yakından inceliyor. Bu mide hastalıkları, hayvanlarda gelişmediği için hastalık mekanizmasını araştırabilmek amacıyla Prof. Dr. Wells, kök hücreden minyatür insan midesi ürettiklerini açıkladı. 

Minyatür midelere helikobakter pilori bakterisi enjekte edilince, bakterinin normal midedeymiş eşi büyüyüp yayıldığı açıklandı. Bu yöntemle üretilecek minyatür organlara 'organoid' deniliyor. Organoidlerin, sorunların büyüme mekanizmasının anlaşılmasını sağlayarak tedavinin başarısını arttırması bekleniyor. Wells, mide kanseri sebebi ile ameliyat olanların midelerine bu yöntemle yama yapmanın olasıdır olabileceğini vurguladı. Çalışma, Nature Dergisi’nde yayımlandı.

Fare beynine nakledilen nöral kök hücreler çalışır duruma geldi

Lüksemburg Üniversitesi Biyomedikal Sistemler Merkezinde (LCSB), indüklenmiş nöral kök hücreler farelerin beynine başarıyla nakledildi. Prof. Dr. J. Schwamborn ve doktora öğrencisi K. Hemmer, naklettikleri kök hücrelerin 6 ay sonra beyne ahenk sağlayıp beyindeki nöral devrelerle bağlantı kurduğunu açıkladı.

Schwamborn, indüklenmiş nöral kök hücreleri farelerin bağ dokularından elde ettiklerini açıkladı. Daha öncelikle yapılan eşi çalışmalarda, indüklenmiş pluripotent kök hücre (tüm hücre tiplerine dönüşebilme yeteneğine sahip kök hücre) kullanılmaktaydı. Ancak o hücreler, hayvan deneylerinde uygulandığında çoğu kere tümöre dönüşmekteydi. Bu çalışmada, uygulanan hücreler ise tümöre dönüşmediği eşi fonksiyonel duruma geldi.

Schwamborn, bu teknolojiyi geliştirip bireylere uygulama etabına getirmek istediklerini lakin bunun için uzun yıllar gerektiğini açıkladı. Parkinson hastaları için hastaların beynindeki hasta nöronların yerine, bu yöntemle imal edilen sıhhatli nöronların yerleştirilmesi hedefleniyor. Bu çalışma, Stem Cell Reports Dergisi’nde yayımlandı.

Lazer ışınıyla objeler devinim ettirildi

Avustralya’da geliştirilen lazer ışınlarıyla, küçük bir obje 20 santimetre uzağa taşındı. Avustralya Ulusal Üniversitesinin Lazer Laboratuvarı’nda geliştirilen ve içi beyhude bir boru şeklindeki lazer ışınıyla, küçük objeler itilerek yada çekilerek devinim ettirilebiliyor.

Prof. Dr. W. Krolikowski ve takımı altınla kaplı küçük bir camı, lazerle başka tekniklerden 100 kat uzağa taşıdı. İçi beyhude bulunan ve dışı altınla kaplanan küçük camların lazerle devinim edebilmesi için çaplarının 0,2 milimetre yada daha küçük olması gerekiyor. Lazer ışınının ortasında bulunan boşluktaki camın ve camın çevresindeki havanın lazerle ısıtılması yardımıyla camın devinim ettiği açıklandı.  Bu meslek Nature Photonics’te yayımlandı. 

İnsan beynini misal saha entegre dönem yapıldı 

İnsan beynini misal saha Doç. Dr. K. Boahen, normal bir bilgisayardan 9 bin kere hızlı muamele oluşturan bir entegre dönem üretmeyi başardı. ABD’de Stanford Üniversitesinin Biyomühendislik Laboratuvarı’nda çalışan Boahen ve ekibinin geliştirdiği entegre devrelerle yapılan dönem kartı, 40 bin dolara mal oldu.

Boahen, süratli üretime geçildiğinde dönem kartının maliyetinin 400 dolara kadar düşeceğini açıkladı. Boahen, bir sıçan beyninin korteks bölümünün dahi bir masaüstü şahsi bilgisayardan 9 bin kez hızlı muamele yaptığını hatırlattı. Boahen, farenin beyninde belirli bir muamele yapılırken harcanan enerjinin, tıpkı işlemi oluşturan bilgisayardan 40 bin kat daha az takat kullandığını da vurguladı. 

Neurogrid denilen sistem, takribî bir milyon nöron ve bir milyar sinaptik bağlantıya eşdeğer muamele yapabiliyor. Bu sistemle, felçli hastalara elektronik kontrollü protez mafsal takılarak yürümeleri sağlanabilecek. Bu buluş, IEEE nedeni ile yayımlandı.

Karınca boyutunda telsiz cihazı yapıldı 

ABD’nin Stanford Üniversitesinde Yrd. Doç. Dr.  A. Arbabian ve ekibi, boyutu bir karınca kadar bulunan ve pil kullanmayan telsiz cihazı yaptı. Arbabian, Elektrik Mühendisliği laboratuvarlarında geliştirdiği telsizi, gerektiğinde kitap sayfalarının arasına da koyabilmek için ürettiğini açıkladı. Arbabian, üç sene önce, normal telsizi yeterince küçültemeyeceğini ayrım etti. Arbabian, müşteri ve veren antenleri küçülttü lakin pil küçülemeyeceği için telsizi pilsiz yapmanın şeklini aradı.

Kısa sürede, telsizdeki müşteri antene ulaşan elektromanyetik dalgaların enerjisini kullanan telsizi tasarlayıp üretti. Sistemin küçültülüp pile gereksinim duymaması için telsizin bütün parçalarını, küçük bir entegre devreye (mikroçip) sığdırdı. Bu telsizin misyonu konuşarak haberleşmek değil, cep telefonu ve eşi cihazlardan internet vasıtasıyla akıllı cihazlara emir iletmek. Mikrofon ve hoparlöre de lazım kalmadığı için telsizin tek bir entegre devreye sığması olasıdır oldu. Telsizin maliyetinin bir dolardan az olduğunu açıklayan Arbabian, ilerde bu telsizlerden trilyonlarcasını ev ve iş yerlerine yerleştirerek dünyanın her yerine ulaşılabileceğini belirtti.

ABD’de metastatik kanser hücrelerini bulunmamakta eden bir metod geliştirildi

ABD’de Cornell Üniversitesinin biyomedikal mühendislik laboratuvarında, akyuvarlara iki çeşit protein bağlanarak metastatik kanser hücreleri bulunmamakta edildi. Kanserde, ameliyat ve radyoterapi ile primer tümörlerden kurtulmak olasıdır olabiliyor. Ancak kan yada lenf dolaşım sistemi arasında devinim eden metastatik kanser hücrelerini bulunmamakta etme imkanı henüz yok. Cornell Üniversitesinde profesör bulunan M. King, insan kan örneğine benzer bir karışımda, E-selectin ve TRAIL proteinlerini akyuvarlara bağladığını açıkladı. Yaptıkları gözlemler, bu iki proteinle kaplı akyuvarlarla karşılaşan kanser hücrelerinin tamamının yaşamını kaybettiğini gösterdi. Laboratuvarda yürütülen bu çalışma, kanser hastaları için yeni bir ümit oldu. Çalışma, Proceedings of the National Academy of Sciences of USA nedeni ile yayımlandı.

Nanomotorlar diri insan hücresinin arasında devinim ettirildi

ABD’de, Penn State Üniversitesinde kimya profesörü bulunan T. Mallouk ve takımı üç nanometre uzunluğunda altın-rutenyum çubukları hazırladı. Üç nanometrelik altın-rutenyum çubuklar, bu çeşit deneylerde uygulanan ve Henrietta Lacks (HeLa) isimli kadından tahsil edilmiş rahim ağzı kanser hücrelerinden laboratuvar çalışmalarında kullanılmak üzere hususi şekilde yapılmış bulunan diri kanser hücrelerine  yerleştirildi.

Canlı hücre içindeki nano çubuklar, ultrasonik dalgalar yardımıyla devinim ettirildi. Nano çubuklar, manyetik saha uygulanarak döndürüldü. Mallouk, diri hücre arasında devinim eden ve döndürülen ilk nano motoru oluşturan şahıs oldu. Nano motorlar, birbirinden müstakil devinim ettiği için kanser tedavisinde kullanılabilecekleri açıklandı. Nanomotor hızlanınca, hücre içindeki her şeyi parçaladığı belirtildi. Mallouk ahenk geliştikçe, sıhhatli hücrelere ziyan vermeden kanserli hücrelerin bulunmamakta edileceğini açıkladı. Çalışma, Angewandte Chem. Int. Ed. Dergisi’nde yayımlandı.

Grafen uygulanan ilk bükülebilir ekran yapıldı

Grafen isimli malzeme, elmas eşi katıksız karbon atomlarından oluşuyor. Grafit isimli malzemede, karbon atomlarının oluşturduğu levha katmanlarından her bir tekine grafen deniliyor. Bu levhaların kalınlığı tek bir karbon atomu kadar. Grafen, 2004’te Manchester Üniversitesinde grafitten elde edilinceye kadar pek bilinmiyordu. Grafenin keşfi, nanoteknoloji konusunda ve mikro boyutlardaki elektronik materyallerin üretiminde önemli bir büyüme oldu.

İngiltere’de Cambridge Üniversitesi Grafen Merkezinde, ilk kere grafen kullanılarak esnek ekran üretildi. Televizyon, bilgisayar yada telefon ekranlarının bükülebilir olması için değişik malzemeler denendi. Bükülebilen bir ekranda, görüntü elde etmek için kullanılacak bulunan malzemeler elektriği iletmeli ve şeffaf olmalıydı. Elektrik ilettiği ve şeffaf bulunduğu için en çok çok uygulanan materyal ITO (İndiyum-Kalay Oksit) isimli maddeydi. Grafen ITO’dan ve eşi oksitlerden çok çok daha esnekti. Bu buluş sayesinde, grafen kullanarak giysi eşi giyilebilen ekran yapma şansı doğdu.

Güneş enerjisini elektrik enerjisine çevirip depolayan sistem

Güneş pilleriyle, güneş enerjisi elektrik enerjisine çevriliyor ve akülere aktarılıp depolanıyor. Elektrik aktarılırken enerji kaybı çok çok fazla oluyor. ABD’de Ohio State Üniversitesinde geliştirilen güneş enerji pillerinin, elde ettiği elektriği kendi arasında depoladığı açıklandı. Kimya profesörü Yiying Wu, bu sistem, elektriği üretim etabında kendi arasında depoladığı için enerji kaybının en az kurda olduğunu belirtti. Bu meslek Nature Dergisi’nde yayımlandı ve patent başvurusu yapıldı.

Güneş sistemi dışında ilk kere su bulutu bulundu

Avustralya’da New South Wales Ünivesitesinde fizik profesörü bulunan C. Tinney ve ABD’den üç araştırmacı, güneş sistemi dışındaki ilk buz bulutunu buldu. Güneş sistemindeki Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün dev boyutlarda gaz gezegenlerdir. Bu gaz gezegenlerde, donmuş su bulutları bulunduğu biliniyordu. Ancak güneş sistemi dışında buz bulutuna rastlanmamıştı. C. Tinney ve ekibi, Şili’de Las Campanas Gözlem Evi’nde, yakın kızılötesi teleskobuyla güneş sistemi dışındaki bir gök cisminde donmuş su bulutu buldu.

Bu gök cismi, daha öncelikle NASA’nın feza vasıtası nedeni ile saptama edilmişti lakin dünyadan görülebileceği sanılmıyordu. NASA, bu gök cismine W0855 adını vermiş ve onun bir “Kahverengi Cüce” olduğunu açıklamıştı. Evrendeki kahverengi cücelerin varlığı, 1995’ten bu yana biliniyor ve ne yıldız ne de gezegen sınıfına giremeyen gök cisimleri şekilde tanımlanıyorlar. Profesör Tinney, 'Güneş sistemi dışındaki bu gök cismini dünya üstünden teleskopla ilk kere gören ve su bulutunun varlığını belirleyen ilk araştırmacılar olmaktan mutluyuz' dedi. Bu araştırmanın detayları The Astrophysical Journal isimli dergide yayımlandı.

Kaynak: AA