Bilimsel Araştırmalarda Yeni Keşiflerin Yolunu Açacak Alet: Nano-Cımbız
Nano ölçekteki medikal müdahaleler için nano cımbızlar geliştirildi. Bu cımbızlar dünyanın en küçük medikal operasyon aleti olarak tanımlanabilir. Nano cımbızlar ile bilim insanları hücreyi öldürmeden, hücrenin içine girerek DNA veya diğer herhangi bir molekülü hücre dışına alabiliyor.
Geleneksel yöntemlerde hücre içerisinde yer alan bir molekül incelenmek istendiğinde hücre açıldığı için ölüyor ve sadece hücre ölümü anındaki moleküler yapısı incelenebiliyordu. Bu nedenle hücre öldüğü için aynı hücre içerisinde farklı bir inceleme yapmak mümkün olmuyordu. Geleneksel yöntemin aksine nano cımbız teknoloji ile hücreyi öldürmeden aynı hücre üzerinde tek bir molekülü defalarca incelemek mümkün oluyor.
3 Aralık 2018 tarihinde “Nature Biotechnologhy” dergisinde yayımlanan bir makaleye göre, artık araştırmacılar geliştirilen nano cımbızlar ile hücre içerisinde yer alan sağlıklı bir molekülün nasıl çalıştığını veya sorunlu bir hücrede nelerin ters gittiğini analiz edilebilecek.
Nano Cımbızlar Nasıl Çalışıyor?
Nano cımbızlar iki adet karbon bazlı bir elektrot ile kaplanmış 100 nanometreden daha küçük bir ucu olan cam çubuklardan oluşuyor. Bu cımbızlara elektrik akımı uygulanarak cımbızın 300 nanometre çevresinde yer alan moleküller oluşturulan güçlü elektrik alanının içerisine çekilerek hapsediliyor. Moleküller oluşturulan güçlü elektrik alanına girdiğinde güç kesilene kadar bu alanda tutulabiliyor ve böylelikle hücre dışına çıkartılabiliyor. Bu teknoloji ile araştırmacılar aşırı hassas konumlandırma ile hücre içerisine girebiliyor ve istedikleri molekülü hücreye zarar vermeden çıkartabiliyor ve farklı zamanlarda molekülleri alıp karşılaştırma yapabiliyor.
Imperial College London’da kimyager olan Joshua Edel ve meslektaşları, insan kemik kanseri hücrelerinin çekirdeklerinden DNA’ları öldürmeden çıkartmak amacıyla nano cımbızları kullandılar. Ayrıca araştırmacılar, nano cımbızları kullanarak protein sentez yeri olan ribozomlara, protein kodlayıcı bilgiyi taşıyan mRNA moleküllerini arter hücrelerinin stoplazmasından çıkartmayı başardılar. Bu iki işlem aynı hücre üzerinde bir saat arayla gerçekleştirildi. Böylelikle, nano cımbızların aynı hücreyi birçok kez örneklemek için kullanılabileceği doğrulandı.
Edel, “Şimdiye kadar bütün çalışmalarımız petri kabında yapıldı” diyor. Araştırmacılar, nano cımbızları daha sonra doku örneklerinin içindeki hücreler üzerinde test etmeyi planlıyorlar.
Gelecekte Sağlayacağı İmkanlar Nelerdir?
Bu çalışmaya katılan, Penn State’de biyomedikal mühendis olan Pak Kin Wong, nano cımbızlar hakkında, “Çok güçlü bir teknik ve hücre içinde moleküler analiz için yeni olanaklar sunuyor” diyor. Bir hücrenin farklı noktalarından çeşitli proteinleri ve diğer biyomolekülleri hücrenin yaşamı süresince çıkartma imkanı hücrenin ve hücre içindeki bu moleküllerin nasıl çalıştığı konusunda yeni bilgiler sağlayabileceğini belirtiyor.
Edel, hücrenin çekirdeğinden DNA’nın çıkartılmasının, araştırmacıların bu genetik materyalde hastalıklara neden olan mutasyonların taranmasına imkan verebileceğini ve hücrelerin moleküler yapısını izlemenin, hücrelerin yeni ilaçlara nasıl tepki verdiğini ortaya çıkarabileceğini belirtiyor.
Bu teknoloji hücreyi daha yakından ve daha doğru bilgiler ışığında tanımamızı sağlayacak. Böylelikle birçok hastalık daha kolay anlaşılabilecek ve bu hastalıkların çözümü için yeni teknolojiler, yeni ilaçlar ve yeni tedavi yöntemleri keşfedilebilecek.
Orhan ÇAKAN
Kaynaklar;
- sciencenews.org/article/new-nanotweezers-let-scientists-do-biopsies-living-cells
- tr.euronews.com/2018/12/06/tipta-yeni-kesiflerin-kapisini-acacak-olan-alet-nano-cimbiz
