Kovid-19 akciğerlere nasıl zarar veriyor?

Yeni bir çalışma, insan proteini ile viral zarf proteini arasındaki etkileşimi inceledi.

Virüsün akciğer proteini ile etkileşimi (Shutterstock)
Virüsün akciğer proteini ile etkileşimi (Shutterstock)
TT

Kovid-19 akciğerlere nasıl zarar veriyor?

Virüsün akciğer proteini ile etkileşimi (Shutterstock)
Virüsün akciğer proteini ile etkileşimi (Shutterstock)

Yeni tip koronavirüs (Kovid-19), hastanın durumu iyileşmediği takdirde daha fazla ağırlaşınca akciğerlerde ne tür bir hasara yol açar ve akciğerlerden kaçarak diğer organlara nasıl bulaşabilir? Nature Communications dergisinin son sayısında yayımlanan bir araştırma bu soruya ayrıntılı bir şekilde ele alıyor. Araştırma, biri koronavirüs yüzeyinde bulunan zarf proteini, diğeri ise akciğerlerin tabakasını korumak gibi temel bir işlevi olan insan proteini olan iki protein arasında meydana gelen etkileşimin ilk ayrıntılı modelini sunuyor. Ayrıca bu etkileşimin nasıl geniş akciğer hasarına ve akciğerlerden diğer organlara nasıl geçtiğini açıklıyor.
Araştırmadaki bu etkileşim modeli, ABD Enerji Bakanlığı'nın Brookhaven Ulusal Laboratuvarı'na bağlı olan ve New York Eyaleti'nden sağlanan fonla inşa edilen yeni araştırma tesisi Biyomoleküler Yapı Merkezi’ndeki yeni elektron mikroskoplarından biri kullanılarak atomik düzeyde uygulandı.
Aaştırmanın başyazarı, Brookhaven Laboratuvarı'ndan Sentetik Biyoloji Uzmanı Kun Liu,  8 Haziran'da laboratuvarın internet sitesinde yayınlanan bir raporda şunları kaydetti:
"Protein etkileşimlerinin atomik seviyesinin ayrıntılarını elde ederek, hasarın neden meydana geldiğini açıklayabilir ve bu etkileşimleri önleyen inhibitörleri araştırabiliriz. İnhibitörleri bulabilirsek virüsün bu derece zarar vermesini önleyebiliriz. Bu da sağlığı kötü olan insanlara bağışıklık sistemlerinin virüs ile başarıyla savaşması için çok daha iyi bir şans verebilir.”
Çalışmanın ortak yazarlarından biri olan Biyomoleküler Yapı Merkezi Direktörü Dr. Sean McSweeney, atomik düzeyde etkileşimi izlemenin önemine ilişkin yaptığı açıklamada, merkezin Kovid-19’a karşı mücadelede önemi nedeniyle planlanan tarihten önce, geçen yaz açıldığını belirterek, "Kovid-19"a dahil olan proteinlerin detaylarının deşifre edilmesinde mevcut görüntüleme teknikleri önemli rol oynuyor” dedi.
Çalışmanın diğer yazarlarından merkezin Bilimsel Operasyonlar Direktörü Dr. Liguo Wang ise, “Tesiste bulunan kriyo-elektron mikroskobu (kriyo-EM), vücuttaki viral membran proteinlerini ve dinamik protein komplekslerini incelemek için özellikle faydalı. Bu tekniği kullanarak 3 boyutlu bir harita oluşturduk. Böylece protein bileşenlerinin nasıl bir araya geldiğini görebiliyoruz” ifadelerini kullandı.
Araştırma ekibi, virüsün ünlü spike proteini ile birlikte virüsün dış zarında bulunan zarf proteininin, enfekte olmuş hücreler içinde yeni virüs parçacıklarının bir araya gelmesine yardımcı olduğunu ve bu durumun önceki yıllarda yayınlanan çalışmalarla tutarlı olduğunu buldu. Ayrıca bu proteinlerin virüs bulaşmasını kolaylaştırmak için insan proteinlerini ele geçirmede önemli bir rol oynadığına işaret ettiler.
Bilim insanları, viral zarf proteininin bunu insan hücreleri arasındaki iletken proteinlere bağlanarak, onları normal akciğer hücreleri arasındaki bağlantıları sıkıca kapalı tutma işlevinden uzaklaştırarak yaptığını düşünüyorlar. Akciğer hücresi bağlantıları bozulduğunda, bağışıklık hücreleri onarmaya çalışmak için içeri girerek sitokin adı verilen küçük proteinleri serbest bırakıp hasarı önlemeye çalışıyor. Bu bağışıklık tepkisi, sitokin fırtınasına neden olan büyük bir iltihaplanmaya ve ardından akut solunum yetmezliğine neden olarak durumu daha da kötüleştirebiliyor.
Ayrıca hasar, hücre sinyalizasyonunu (hücre iletişimi) zayıflattığından virüslerin akciğerlerden kaçmasını ve kan dolaşımı yoluyla karaciğer, böbrekler ve kan damarları dahil olmak üzere diğer organları enfekte etmesini kolaylaştırıyor. Liu konuya ilişkin açıklamasında şu ifadeleri kullandı:
"Bu senaryoya göre daha fazla virüs ve daha fazla virüs zarf proteini olan hastalarda daha çok zarar meydana gelecek. Bu da bir kısır döngü haline geliyor. Çünkü daha fazla virüs daha fazla zarf proteini üretmek demek. Bu proteinlerde hücre bağlantılarını etkileyerek daha fazla zarara ve yayılıma neden oluyor. Buna ek olarak, akciğer hücrelerinin sertleşmesi gibi mevcut herhangi bir hasara sahip olan Kovid-19 hastalarının bu etkiden kurtulmasını zorlaştırması muhtemel. Bu etkileşimin ayrıntılarının atomik düzeyde anlamak amacıyla incelenmesi, etkileşimin nasıl kesintiye uğratılacağını ve bu aşırı etkilerin nasıl azaltılacağını veya önleneceğini bilmeye yardımcı olacaktır.”



Bilim insanları sivrisinekleri kullanarak yarasaları aşılıyor

Güvenlik personeli, Vuhan Viroloji Enstitüsü'nün önünde nöbet tutuyor (AFP)
Güvenlik personeli, Vuhan Viroloji Enstitüsü'nün önünde nöbet tutuyor (AFP)
TT

Bilim insanları sivrisinekleri kullanarak yarasaları aşılıyor

Güvenlik personeli, Vuhan Viroloji Enstitüsü'nün önünde nöbet tutuyor (AFP)
Güvenlik personeli, Vuhan Viroloji Enstitüsü'nün önünde nöbet tutuyor (AFP)

Çinli bilim insanları, yarasalara kuduz hastalığına karşı bağışıklık kazandırmak için aşı taşıyan sivrisinekler geliştirdi. Bu yeni strateji, hayvanlardan insanlara bulaşma potansiyeli taşıyan virüslerin yayılmasını önlemeye katkı sunabilir.

Kuduz ve Nipah virüsleri gibi viral patojenlerin taşıyıcısı olarak bilinen yarasalar, bu nedenle virüslerin yarasalardan insanlara "sıçradığı" olayların başlıca sorumlularından biri haline geliyor.

Yarasaların aşılanması sıçramayı önleme yolu sunabilir ancak yaban hayatındaki hayvanları aşılamak için etkili bir strateji halihazırda yok.

Vuhan Viroloji Enstitüsü'nden bilim insanları, yarasalarda kuduz ve Nipah bağışıklığı oluşturmak için aşı taşıyan sivrisinekler ve tuzlu su tuzakları kullanmaya başladı.

Araştırmacılara göre bu "ekolojik aşılama" yaklaşımı, hayvanları yakalayıp fiziksel olarak işlemden geçirmeyi gerektirmediğinden daha güvenli ve etkili.

Deneyler, aşı taşıyan sivrisinekleri yiyen veya onlar tarafından ısırılan yarasaların, her iki virüsün antijenlerine karşı güçlü bağışıklık tepkileri geliştirdiğini ortaya koydu.

Bilim insanları çarşamba günü hakemli dergi Science Advances'ta yayımlanan çalışmada şöyle yazıyor: 

Doğal koşulların simüle edildiği ortamda aşı taşıyan sivrisineklerle birlikte yaşamanın yarasalarda güçlü bağışıklık tepkileri uyandırması, laboratuvar ortamının ötesinde uygulanabilirliği destekliyor.

Kavram kanıtı çalışması, aşı içeriğiyle virüslere karşı bağışıklık sağlayan tuzlu suyu yarasaların çabucak içtiğini de gösterdi.

Bilim insanları çalışmada yarasaları aşı taşıyan sivrisineklerle kapalı alanlara yerleştirdi ve böylece sivrisinekler yarasaları ısırırken yarasalar da sivrisineklerle beslendi.

Aşılar, hem böcekleri hem de memelileri enfekte edebildiği için sivrisinekler aracılığıyla taşınmaya uygun olan veziküler stomatit virüsü (VSV) kullanılarak tasarlandı.

Araştırmacılar, VSV'yi kuduz virüsü veya Nipah virüsünden proteinler üretecek şekilde değiştirdi.

Daha sonra, Aedes aegypti sivrisineklerini virüs içeren kanla besleyerek aşı virüsüyle enfekte ettiler.

VSV aşısının sivrisinekler arasında yayılmasını önlemek için sivrisinekler X ışınlarıyla kısırlaştırıldı.

Araştırmacılar, özel sivrisineklerle temas eden yarasaların Nipah ve kuduz virüslerine karşı güçlü bir savunma geliştirmeye başladığını saptadı.

Çalışmaya göre aşı taşıyan sivrisineklere maruz kalan 6 yarasadan 4'ü, kuduz ve Nipah virüsüne karşı tespit edilebilir seviyede antikor geliştirdi.

Bilim insanları, yarasaların mineralleri aradığı ve doğal bir şekilde bu içeceğe yöneldiği bilindiğinden, aşı içeren tuzlu su tuzaklarının etkinliğini de test etti.

Araştırmacılar, bu tekniğin de benzer şekilde güçlü bağışıklık tepkileri ürettiğini buldu.

Bu tür tuzaklar, yabani yarasa popülasyonlarının bulunduğu mağaralara yerleştirilebilir.

Araştırmacılar, birden fazla yoldan aktarılan aşının yarasadan yarasaya bulaşmadığını çünkü bunun öngörülemeyen yan etkilere yol açabileceğini vurguluyor.

Bilim insanları, "Bulaşıcı aşılar, minimum girdiyle geniş bir popülasyonu kapsama potansiyeli sunsa da doğası gereği evrimsel ve ekolojik riskleri artırıyor" diye yazıyor.

Buna karşılık bizim stratejimiz 'sınırlı yayılma' yaklaşımıyla biyogüvenliği kasten önceliklendiriyor.

Ancak araştırmacılar bu tür yaban hayatı aşılarının uygulanmasının, aşı bulaşıcılığıyla biyogüvenlik arasında bir denge kurmayı gerektirdiğini belirtiyor.

Tasarlanmış virüslerin yaban hayatı popülasyonlarına bulaşmasının, ekosistemleri istenmeyen şekillerde etkileyebileceği uyarısında bulunuyorlar.

Ekolojik aşılar minimum girdiyle geniş bir popülasyonu etkileme potansiyeli sunarken, aşının tehlikeli hale gelme olasılığı gibi riskler yaratabileceğini söylüyorlar.

Araştırmacılar, "Stratejimiz, 'sınırlı yayılma' yaklaşımıyla biyogüvenliği kasten önceliklendiriyor" diye yazıyor.

Aşı maruziyeti, yarasa popülasyonları arasında yayılmak yerine, doğrudan hedeflenen konakçılarla sınırlı kalıyor.

Tasarlanmış virüsler içeren her türlü teknolojinin dikkatli bir denetim ve biyogüvenlik değerlendirmesi gerektirdiğine dair uyarıyorlar.

Independent Türkçe


Gökbilimciler ilk kez bir magnetarın doğumuna tanık oldu

Genel göreliliğin etkisiyle magnetar, titreyen bir diskle çevrili (Joseph Farah/Curtis McCully)
Genel göreliliğin etkisiyle magnetar, titreyen bir diskle çevrili (Joseph Farah/Curtis McCully)
TT

Gökbilimciler ilk kez bir magnetarın doğumuna tanık oldu

Genel göreliliğin etkisiyle magnetar, titreyen bir diskle çevrili (Joseph Farah/Curtis McCully)
Genel göreliliğin etkisiyle magnetar, titreyen bir diskle çevrili (Joseph Farah/Curtis McCully)

Bilim insanları ilk kez bir magnetarın doğumuna tanıklık etti. Yeni çalışma aynı zamanda 16 yıllık bir teoriyi de doğruluyor.

Yaşam döngüsünün sonuna gelen yıldızların çekirdeği kendi içine çökerken dış katmanları süpernova olarak patlıyor. 

Büyük kütleli yıldızlar süpernovanın ardından geriye kara delik veya son derece yoğun ve hızlı dönen bir nötron yıldızı bırakabiliyor. Yaşamı süresince güçlü bir manyetik alana sahip yıldızlar ise özel bir tür nötron yıldızı olan magnetara dönüşüyor. 

Olağanüstü hızlı dönen magnetarlar, Dünya'nınkinden trilyonlarca kat daha güçlü bir manyetik alana sahip.

Gökbilimciler Aralık 2024'te, Güneş'in 25 katı kütleye sahip bir yıldızın geçirdiği süpernova patlamasını 200 gün boyunca takip etti. 

Dünya'dan yaklaşık 1 milyar ışık yılı uzaktaki SN 2024afav isimli süpernova, "süper parlak" sınıfına giriyordu. Bu tür patlamalar, normal süpernovalardan yaklaşık 10 kat daha parlak oluyor.

Kaliforniya Üniversitesi Berkeley kampüsünden astrofizikçi Dan Kasen, 16 yıl önce süper parlak süpernovalara magnetarların yol açtığını öne sürmüştü. Ancak bu teori o zamana kadar doğrulanamamıştı.

Üniversitenin Santa Barbara kampüsünden araştırmacılar ise Albert Einstein'ın genel görelilik teorisine başvurarak bu hipoteze kanıt sundu. 

Normalde bir süpernovadan yayılan ışık, en yüksek parlaklığa ulaştıktan sonra yavaş yavaş sönmeye başlar. Ancak SN 2024afav'dan gelen ışık, bu zirvenin ardından sönmek yerine titreşir gibi davranarak bir dizi küçük parlama üretti.

Araştırmacılar bunun, yıldızın bazı kalıntılarının uzaya kaçmak yerine magnetara geri düşmesi ve girdap şeklinde bir gaz diski oluşturmasından kaynaklandığını düşünüyor.

Bulguları hakemli dergi Nature'da dün (11 Mart) yayımlanan çalışmaya göre diskteki bu enkaz alanı asimetrik; yani hem diskin hem de magnetarın dönüş eksenlerinin hizası bozulmuş durumda.

Bilim insanları SN 2024afav'ın ışımasındaki salınımlara bu eğikliğin yol açtığını söylüyor. 

Görelilik teorisine göre, dönen devasa bir cisim uzay-zaman dokusunu bükerek buna yol açabilir.

Bu nedenle araştırmacılar, Kasen'ın öne sürdüğü gibi diskin içinde bir magnetarın döndüğü ve ona enerji aktardığı sonucuna vardı.

Magnetar, yüklü parçacıkları hızlandırarak süpernovanın enkazıyla çarpışıyor ve bu nedenle süpernova son derece parlak oluyordu.

Makalenin yazarlarından Joseph Farah "Süpernova mekanizmasını açıklamak için genel görelilik ilk kez kullanıldı" diyor.

Öte yandan süper parlak süpernovaların tek açıklaması magnetar olmayabilir. Patlayan yıldızın şok dalgasının yakındaki maddelere çarparak parlaklıklarını artırması da muhtemel.

Ancak magnetarlar bu süpernovaların küçük bir kısmından sorumlu olsa bile yeni çalışma hem astronomi hem de genel görelilik açısından önem taşıyor.

Farah, "Bu, parçası olma ayrıcalığını yaşadığım en heyecan verici şey" diyerek ekliyor: 

Bu, çocukken hayalini kurduğum bilim.

Independent Türkçe, Popular Science, Times, Nature


215 milyon yıllık sürüngen, timsah evrimi teorilerini sarsıyor

Artık Petrified Forest Ulusal Parkı olan bölgede, 215 milyon yıl önce Sonselasuchus cedrus'un yaşadığı çevrenin sanatçı gözünden tasviri (Gabriel Ugueto)
Artık Petrified Forest Ulusal Parkı olan bölgede, 215 milyon yıl önce Sonselasuchus cedrus'un yaşadığı çevrenin sanatçı gözünden tasviri (Gabriel Ugueto)
TT

215 milyon yıllık sürüngen, timsah evrimi teorilerini sarsıyor

Artık Petrified Forest Ulusal Parkı olan bölgede, 215 milyon yıl önce Sonselasuchus cedrus'un yaşadığı çevrenin sanatçı gözünden tasviri (Gabriel Ugueto)
Artık Petrified Forest Ulusal Parkı olan bölgede, 215 milyon yıl önce Sonselasuchus cedrus'un yaşadığı çevrenin sanatçı gözünden tasviri (Gabriel Ugueto)

Bilim insanları, hayatına dört ayak üzerinde başladıktan sonra iki ayak üzerinde yürüyen, eski dönemlerde yaşamış "tuhaf" bir timsah keşfetti.

Sonselasuchus cedrus adı verilen bu hayvan, yaklaşık 201 ila 225 milyon yıl önce, Geç Triyas Dönemi'nde yeryüzünde dolaşıyordu.

O dönemin bazı dinozor türleriyle yüzeysel benzerlikler taşıyan ancak günümüz timsahlarının doğrudan akrabaları olan shuvosauridae grubuna ait bu türün keşfi, timsahların evrimine ilişkin önceki anlayışa meydan okuyor.

Washington Üniversitesi Biyoloji Bölümü ve Burke Doğa Tarihi ve Kültürü Müzesi'nden araştırmacılar, bulguları Journal of Vertebrate Paleontology'de yayımlanan çalışmada fosilleşmiş uzuv kemiklerinin sıradışı oranlarının, timsahın büyüdükçe yürüme şeklinin değiştiğini gösterdiğini öne sürüyor.

Başyazar Elliott Armour Smith, "Sonselasuchus'un yavruyken ön ve arka uzuvlarının daha orantılı olduğunu ve yetişkinlikte arka bacaklarının uzayıp sağlamlaştığını düşünüyoruz" diyor.

Esasen bu canlıların hayatlarına dört ayak üzerinde başladığını... Sonra büyüdükçe iki ayak üzerinde yürümeye geçtiğini düşünüyoruz. Bu bilhassa tuhaf bir durum.

Yaklaşık 64 santimetre boyunda olduğu tahmin edilen sürüngen, dişsiz bir gaga, büyük göz çukurları ve içi boş kemiklere sahipti. Bu özellikler, genellikle "devekuşu dinozorlar" denen ornithomimidae dinozorlara çarpıcı benzerlik gösteriyor.

Ancak Armour Smith bu özelliklerin birbirinden bağımsız şekilde evrimleştiğini belirtiyor.

Bu benzerlik muhtemelen timsah ve kuş soylarındaki arkozorların aynı ekosistemlerde evrimleşmesi ve benzer ekolojik rollere yönelmesi nedeniyle ortaya çıktı.

Sonselasuchus gibi shuvosauridlerdeki iki ayak üzerinde yürüme, dişsiz gaga, içi boş kemikler ve büyük göz çukurları gibi özelliklerin timsah soyunda da görüldüğünü ekliyor.

Sonselasuchus cedrus fosilleri Arizona'daki Petrified Forest Ulusal Parkı'nda, Armour Smith'in iş arkadaşı Profesör Christian Sidor'un da aralarında yer aldığı bir ekip tarafından ilk olarak 2014'te bulunmuştu.

10 yıllık kazı ve hazırlık çalışmalarında 3 binden fazla kemik keşfedilen bu bölge, olağanüstü bir fosil zenginliğine sahip.

frttr
Sonselasuchus cedrus'un radius kemikleri (Elliott Armour Smith/Christian A. Sidor)

Türün adı "cedrus", bu sürüngenin yaşadığı düşünülen ormanlık ortamlardan hareketle, Geç Triyas Dönemi'ndeki ormanlarda bulunan sedir (cedrus) ağaçlarına gönderme yapıyor.

Cins adı "Sonselasuchus" ise keşfin yapıldığı jeolojik tabaka olan Üst Triyas Chinle Formasyonu'nun Sonsela Üyesi'ne atıf yapıyor.

Profesör Sidor için bu süregelen keşifler, ABD Ulusal Park Servisi'yle 10 yılı aşkın süredir ortaklaşa yürütülen özverili araştırmaların sonucu.

Bilim insanı "2014'de Petrified Forest'ta saha çalışmasına başladığımızdan bu yana Sonselasuchus kemik yatağından 3 binden fazla fosil topladık ve hiç bitecekmiş gibi görünmüyor" diyor.

Kemik yatağında balık, amfibi, dinozor ve diğer sürüngenlerin fosilleri de keşfedilirken, Washington Üniversitesi'nden 30'dan fazla öğrenci ve gönüllü "yeni ve ilginç fosillerin" sürekli ortaya çıkmasına katkı sağlıyor.

Independent Türkçe