İnsanların doğadaki izleri genetik miras bırakıyor

İnsan eDNA’sının kalıntılarda, kişinin soyu izleniyor ve hastalıkları tanımlanıyor

 İnsanların doğadaki izleri genetik miras bırakıyor
TT

İnsanların doğadaki izleri genetik miras bırakıyor

 İnsanların doğadaki izleri genetik miras bırakıyor

Elizabeth Anne Brown

ABD Florida Üniversitesi’nde vahşi yaşam genetikçisi olan Dr. David Duffy, yaptığı bir çalışmada sadece deniz kaplumbağalarındaki hastalıkları izlemenin daha iyi bir yolunu bulmayı amaçlıyordu ancak yoğun bir şekilde insan DNA’sı tespit etti.

Çevresel DNA (eDNA)

Son on yılda, vahşi yaşam araştırmacıları, tüm canlıların geride bıraktığı eser miktardaki genetik materyal olan, çevresel (environmental) DNA’yı veya eDNA’yı ortadan kaldırmak için teknikler geliştirdi. Ekolojistler, güçlü ve ucuz bir araç olan eDNA’nın her yerde olduğunu, havada süzüldüğünü, suda, karda, balda ve hatta çayınızda kaldığını söylüyor. Araştırmacılar bu aracı, istilacı türleri ele geçirmeden önce tespit etmek, savunmasız veya gizli vahşi yaşam popülasyonlarını takip etmek ve hatta neslinin tükendiği düşünülen türleri yeniden keşfetmek için kullanıyor. Bu teknoloji, Kovid ve diğer patojenleri izlemek için atık su gözetim sistemlerinde de kullanılıyor.

DNA

Çalışmaları boyunca eDNA’yı kullanan bilim adamları, araştırdıkları alanlarda çok miktarda insan DNA’sı buldular ve bunu bir tür kirlenme veya verilerini lekeleyen insan genlerinin bir tür tesadüfi varlığı olarak değerlendirdiler.

İnsan izi

Şimdi, birisi kasıtlı olarak insanlara ait eDNA toplasaydı ne olur?

New York Üniversitesi Hukuk Fakültesi’nden ceza hukuku sisteminde yeni teknolojilerin kullanımı konusunda uzman Prof. Dr. Erin Murphy, kolluk kuvvetlerinin yeni eDNA toplama tekniklerine doğru çekildiğini zira, bir şüphelinin olasılığa-dayalı çizimlerini oluşturmak için DNA kullanmak gibi henüz etkinliği kanıtlanmamış araçları kullanmakta hızlı davrandı.

Bu durum, özellikle teknolojik ilerlemelerin daha küçük eDNA örneklerinden daha fazla bilgi toplanmasını sağlaması ile mahremiyetin ve sivil özgürlüklerin korunması açısından ikilemler yaratabilir. Dr. Duffy ve meslektaşları, açık su yolları ve bir binanın içindeki hava gibi çeşitli alanlarda çevreden toplanan insan DNA’sından ne kadar bilgi toplayabileceklerini görmek için hazır ve uygun maliyetli bir teknolojiyi kullandı.

Nature Ecology & Evolution dergisinde 15 Mayıs’ta yayınlanan araştırmalarının sonuçları, bilim adamlarının çevrede kalan insan DNA’sının çok küçük parçalarından tıbbi ve soybilimsel bilgiler elde edebileceğini gösterdi.

Adli tıp etik uzmanları ve hukukçular, Florida Üniversitesi ekibinin bulgularının, kanuni açıdan kapsamlı genetik mahremiyet düzenlemelerinin aciliyetini artırdığını söylüyor. Araştırmacılar için, bu durum ABD’deki bu tür tekniklere yönelik kurallardaki dengesizliği de gözler önüne seriyor. Zira ABD’de kolluk kuvvetlerinin kanıtlanmamış yeni bir teknolojiyi devreye sokması, bilimsel araştırmacıların sistemin çalıştığını doğrulamak için yapılan çalışmalara yönelik onay almasından bile daha kolay oluyor.

Çöp mü genetik hazine mi?

DNA’mızın parçalarının gezegenin her yanında olduğu onlarca yıldır biliniyordu ancak geçmişte bu o kadar da önemli bir şey olarak görülmüyordu. Bilim adamları, çevredeki DNA’nın, bir kan lekesi veya birinin dokunduğu bir nesne gibi farklı örneklerden gelmediği sürece, anlamlı bir şekilde geri kazanılamayacak kadar küçük ve çok bozulmuş halde olduklarına inanıyordu.

Vahşi doğa araştırmacıları yine de çevresel DNA’yı kucakladılar zira yalnızca çok küçük DNA parçaları arıyorlar ve bir numunedeki canlıları tür düzeyinde tanımlayacak barkod olarak adlandırdıkları yapıları tarıyorlar. Ancak Dr. Duffy ve ekibi, Florida deniz kaplumbağalarında hastalıkları gözlemlerken örneklerinde ‘şaşırtıcı’ insan eDNA seviyeleri tespit ettikten sonra, çevredeki insan DNA’sının durumunun daha doğru bir resmini elde etmek ve bunun bir bölgedeki insanlar hakkında ne kadar bilgi verdiğini görmek için çalışmaya başladı.

Araştırmacılar, deneylerinden birinde tekniklerinin kanıtlamak için, St. Augustine, Fla’daki bir dereden soda kutusu büyüklüğünde bir su örneği aldı. Daha sonra genetik materyal, araştırmacıların daha uzun DNA uzantılarını okumasına izin veren bir nanopore sıralayıcı aracılığıyla numuneden beslendi. Kullandıkları yaklaşık 1000 dolara mal olan cihaz, çakmak boyutunda ve flash sürücü gibi bir dizüstü bilgisayara takılarak kullanılıyor.

Ekip, numunelerden tahmin ettiklerinden çok daha fazla okunabilir insan DNA’sı buldu. İnsan genetiği hakkında bilgi genişledikçe, sınırlı örneklerin analizi bile zengin bir bilgiyi ortaya çıkarması bekleniyor. Araştırmacılar dere çevresindeki popülasyonun genetik soyunun küçük bir görüntüsünü oluşturmaya yetecek kadar mitokondriyal DNA elde etti. Ayrıca etnik kimliği genetik soyda zayıf bir faktör olarak görmelerine rağmen, sonuçlar bölge için en son nüfus sayımı grafiğinde verilen etnik kompozisyona pek uymuyordu. Diğer yandan federal kayıp kişiler veri tabanının gereksinimlerini karşılayacak kadar eksiksiz sonuçlara ulaşıldı. Bununla birlikte, daha yüksek diyabet, kalp sorunları veya birkaç göz hastalığı riski taşıdığı gösterilen anahtar mutasyonları da tespit edildi.

Adli analiz

Genetik araştırmalarının etik, yasal ve sosyal sonuçlarını inceleyen bir Harvard araştırmacısı olan Anna Lewis, eDNA’nın biyoetik uzmanları tarafından geniş çapta tartışılmadığını söyledi. Ancak Dr. Duffy ve meslektaşlarının bulgularından sonra ele alınacağını belirtti.

Lewis eDNA’ya odaklanan teknolojinin, belirli türdeki insanların - örneğin, belirli bir atadan kalma geçmişi olan veya belirli tıbbi durumları veya engelleri olan kişilerin- gözetimi için kullanılabileceğini söyledi.

Şarku’l Avsat’ın New York Times’dan aktardığına göre araştırmacılar, bu tür teknolojilerin kullanımlarının sonuçlarının, teknolojiyi kimin ve ne amaçla kullandığına bağlı olduğu konusunda fikir birliği sağlıyor. Birleştirilmiş eDNA örnekleri, halk sağlığı araştırmacılarının bir toplulukta hastalığa neden olan bir mutasyonun görülme sıklığını belirlemesine yardımcı olabilirken, aynı zamanda eDNA örneği etnik azınlıkları bulmak ve onlara eziyet edilmesine de katkıda bulunabilir.

Lewis, “Bu, yetkililere güçlü ve yeni bir araç sağlıyor. Bence endişelenmek için uluslararası düzeyde pek çok neden var” ifadelerini kullandı. Ayrıca Çin gibi ülkelerin halihazırda Tibetliler ve Uygurlar da dahil olmak üzere azınlık popülasyonlarının kapsamlı ve açık genetik takibini yürüttüğünü, eDNA analizi gibi araçların bunu çok daha kolaylaştırabileceğini söyledi.

İnsanın çevresel DNA’sına yönelik araştırmalar da etik bir mayın tarlası haline gelebilir. Ancak bu, bazı durumlarda mümkün hale gelen, bu araştırmaların bireyin kimliğini ne ölçüde belirleyebileceğine dayanıyor.  

Florida Uluslararası Üniversitesi’nden Adli Tıp Biyoloğu ve eski bir suç laboratuvarı DNA analisti olan Prof. Dr. Robert O’Brien, Dr. Duffy’nin halka açık yerlerden elde ettiği türden genetik verilerin, ABD’deki kolluk kuvvetlerinin şu anda bireyleri teşhis etmek için kullandığı yöntemlerle çalışmayacağını ifade etti.

O’Brien, kolluk kuvvetleri DNA analistlerinin bir olay yeri örneğini bir şüphelinin örnekleri ile karşılaştırdıklarında, insan genomuna yayılmış ve FBI’ın Birleşik DNA İndeks Sistemi veya CODIS tarafından izlenen 20 işarete baktıklarını belirtti. Ayrıca bu işaretlerin yalnızca birkaçının aynı kişiden geldiği doğrulanırsa işe yaradığını ancak Duffy’nin incelediği eDNA parçalarının, bir seferde yalnızca bir belirteci tespit edebildiğini söyledi.

Adli tıp araştırmacıları, daha az insanın bulunduğu kapalı alanlarda eDNA’dan bireysel kimlik tanımlamanın zaten mümkün olabileceğini öne sürdü. Bu bağlamda, geçtiğimiz Ekim ayında, Oslo Üniversitesi Hastanesi adli tıp araştırma merkezinden bir ekibin hava örneklerinden insan DNA’sını çıkarmak için yeni bir teknik denediğine ve bir ofis içinde havadaki DNA’dan tam CODIS profilleri oluşturmayı başardığına dikkat çekti.



Apple, bellek çiplerinin maliyetindeki artış nedeniyle MacBook ve iPad fiyatlarını yükseltti

Fotoğraf: Reuters
Fotoğraf: Reuters
TT

Apple, bellek çiplerinin maliyetindeki artış nedeniyle MacBook ve iPad fiyatlarını yükseltti

Fotoğraf: Reuters
Fotoğraf: Reuters

Apple, iPad ve MacBook fiyatlarını yükseltti.

Şirket, yapay zekâ sektörünün veri merkezi yatırımları sebebiyle artan bellek ve depolama çipi maliyetlerini artık tüketicilere yansıtmama seçeneklerinin kalmadığını belirtti.

Fakat bu zam, Apple'ın en büyük gelir kaynağı olan iPhone'u etkilemiyor.

Öte yandan şirketin bütçe dostu Windows ve Chromebook modellerinden pazar payı kapmak amacıyla piyasaya sürdüğü en ucuz dizüstü bilgisayarı olan Neo'nun başlangıç fiyatı, lansmanından sadece birkaç ay sonra 599 dolardan 699 dolara çıkacak.

Apple'ın fiyatları yükseltmesi, sektörde gıpta edilen tedarik ilişkilerine sahip, dünyanın en değerli elektronik şirketlerinin bile bellek çiplerinin fiyatlarındaki artıştan etkilendiğini gösteriyor.

Micron gibi bellek üreticileri, son aylarda Nvidia gibi yapay zekâ çip üreticilerinin siparişlerine öncelik vererek, bu şirketlerin büyük kâr elde etmesine yardımcı oldu.

Apple yaptığı açıklamada, "Bir bileşen fiyatının bu kadar hızlı ve bu kadar fazla arttığını daha önce hiç görmedik. Şimdiye kadar müşterilerimizi bu artıştan koruduk fakat artık iPad ve Mac için bugün uyguladığımız zamlar da dâhil olmak üzere, birçok üründe fiyatları artırmaya başlamamız gereken bir noktaya geldik" dedi.

Apple'ın internet sitesinde yer alan güncel fiyatlara göre, 512 gigabayt depolama alanına sahip MacBook Air'in fiyatı 1,099 dolardan 1,299 dolara yükselirken, 1 terabayt depolama alanına sahip MacBook Pro'nun fiyatı ise 1,699 dolardan 1,999 dolara çıktı. 128 gigabaytlık iPad Air'in fiyatı ise 599 dolardan 749 dolara çıktı.

Independent Türkçe

 


Uzmanlar, tıbbi yapay zekanın beklenmedik risklerine karşı uyardı

Fotoğraf: Unsplash
Fotoğraf: Unsplash
TT

Uzmanlar, tıbbi yapay zekanın beklenmedik risklerine karşı uyardı

Fotoğraf: Unsplash
Fotoğraf: Unsplash

Uzmanlar, tıpta kullanılan yapay zekanın insanların mahremiyetini beklenmedik şekillerde tehlikeye atabileceğini tespit etti.

Pek çok kişi, çeşitli kullanım alanları olan bu tür tıbbi yapay zeka sistemlerinin sağlık hizmetlerinde çarpıcı bir iyileşme yaratabileceğini iddia ediyor. Bu sistemler, özellikle tıbbi uzmanlık bilgisinin nadir olduğu bölgelerde fayda sağlayabiliyor ve böylece insanlar, örneğin tıbbi görüntüler üzerinden sorunları teşhis etmek için yapay zekaya başvurabiliyor.

Ancak yeni çalışma aynı teknolojinin, sistemin eğitilmesi için haberleri bile olmadan verileri kullanılan kişilerin mahremiyetini tehlikeye atabileceği uyarısında bulunuyor. Bu, devrim yarabilecek bu yeni teknolojide ortaya çıkabilecek çeşitli güvenlik açıklarından biri.

Yeni araştırma, kötü niyetli kullanıcıların tıbbi yapay zeka sistemlerine gizlilik saldırıları düzenleyebileceği ve hackerların bu sayede, örneğin bir kişinin belirli bir hastalık için tedavi görüp görmediğini öğrenebileceğine dair uyarıyor.

Diğer yapay zeka sistemlerine benzer şekilde tıbbi yapay zeka araçları da hasta görüntüleri gibi çeşitli verileri bilgisayara yükleyip hangi görüntülerin belirli bir sonuca işaret ettiğini bildirerek çalışıyor. Sistem daha sonra bu kalıpları aramayı öğrenerek bu sayede potansiyel semptomları tespit edebiliyor.

Verileri bu şekilde kullanılan kişilerin kimliklerinin gizli tutulması gerekiyor. Ancak yeni araştırma, belirli bir hastanın verilerinin o modeli eğitmek için kullanılıp kullanılmadığının saptanabileceğini öne sürüyor.

Bu bilgi daha sonra sözkonusu hasta hakkında hassas tıbbi bilgileri elde etmek için kullanılabilir. Örneğin yeni çalışmada araştırmacılar, birinin kanser olup olmadığını öğrenmek için kullanılabilecek bir tür saldırı yöntemini tanımlıyor.

Araştırmada, "üyelik çıkarım saldırısı" diye bilinen ve hackerların belirli bir hastanın verilerinin belirli bir modeli eğitmek için kullanılıp kullanılmadığını tespit etmelerine olanak tanıyan spesifik bir saldırı yöntemi incelendi. Bilim insanları bu tür bir saldırının bazı hastalarda "neredeyse kusursuz başarı oranları" elde edebildiğini ve bu riskin yeterince temsil edilmeyen gruplarda daha yüksek olduğunu ortaya koydu.

Araştırmacılar, siber suçluların bu bilgiyi insanların mahremiyetini ihlal etmek ve ele geçirdikleri verilerden başka tür saldırılarda yararlanmak için kullanabileceği uyarısında bulunuyor.

Araştırmacılar, "Bu güvenlik açığı göz önüne alındığında, tıbbi yapay zeka modelleri ve bunların kullanıldığı bağlamlar, saldırganların eğitim veri kümesi üyeliğini başarıyla çıkararak elde edebilecekleri hassas bilgiler açısından değerlendirilmeli" diye uyarıyor. Bu çalışma da tıbbi yapay zeka sistemlerinin bu tür saldırılara karşı korunması gerektiğini gösteren önemli bir kanıt niteliğinde.

Çalışma, hakemli dergi Nature'da yayımlanan "Disparate privacy risks from medical AI" (Tıbbi yapay zekadan kaynaklanan farklı gizlilik riskleri) başlıklı yeni makalede anlatılıyor.

Independent Türkçe


Çinli bilim insanları aşırı sıcaklıkta bile sorunsuz çalışan batarya geliştirdi

Lityum iyon elektrikli batarya modülünün hücreleri (AFP)
Lityum iyon elektrikli batarya modülünün hücreleri (AFP)
TT

Çinli bilim insanları aşırı sıcaklıkta bile sorunsuz çalışan batarya geliştirdi

Lityum iyon elektrikli batarya modülünün hücreleri (AFP)
Lityum iyon elektrikli batarya modülünün hücreleri (AFP)

Yüksek sıcaklıklara dayanabilen seramik bazlı bir lityum iyon batarya geliştiren Çinli bilim insanları, yeni teknolojinin "üstün güvenlik" sunduğunu öne sürüyor.

Lityum iyon bataryalar, elektrikli araçların yanı sıra akıllı telefonlar, saatler ve tıbbi implantlar gibi cihazlarda da geniş çapta kullanılıyor.

Belirli bir boyutun altına inmesi zor olan bu bataryalardaki sıvı elektrolitlerin sızma riski bulunduğundan, hasar gördüklerinde cihazların alev alabilmesi nedeniyle güvenlik riski oluşturuyor.

Bu nedenle küçük boyutlu, enerji yoğunluğu yüksek ve zorlu ortamlarda güvenle kullanılabilen bataryalara yönelik bir talep var.

Tsinghua Üniversitesi'nden bilim insanları, seramik lityum iyon mikro bataryalarının üstün güvenlik sunduğunu ve 150 dereceye varan sıcaklıklarda istikrarlı bir şekilde çalıştığını söylüyor.

Hakemli dergi Matter'da yayımlanan araştırmaya göre yeni batarya, 300 dereceye kadar kısa süreli termal şoklara bile performansından ödün vermeden dayanabiliyor.

Bu, -20 dereceyle 60 derecelik sıcaklık aralığında güvenle çalışan geleneksel lityum iyon bataryalardan biraz daha yüksek.

Çalışmada, "Ortaya çıkan batarya, geniş bir sıcaklık aralığında istikrarlı ve basınçsız çalışma sağlayarak küçük elektronik cihazlar için güvenli ve mekanik açıdan sağlam bir güç çözümü sunuyor" ifadeleri yer alıyor.

Geleneksel bataryalarda lityum iyonları sıvı bir elektrolit içinde hareket ederek elektrik akımı üretiyor ancak yüksek sıcaklıklara maruz kalma veya fiziksel hasar, elektrolitin sızmasına ya da alev almasına neden olabiliyor.

Bilim insanları sonuç olarak bu bataryaların "güvenlik ve termal dayanıklılık açısından yetersiz kaldığını" belirtiyor.

Araştırmacılar çalışmada şöyle diyor: 

Bu durum, yangın alarmı ve izleme sistemleri, endüstriyel Nesnelerin İnterneti sensörleri, havacılık ve uzay ekipmanları, askeri ve savunma uygulamaları gibi kritik cihazlarda bu bataryaların kullanımlarını ciddi şekilde kısıtlıyor.

Buna karşılık sıvı elektrolit yerine katı bir yük taşıyıcı ortam kullanan katı hal lityum hücreleri, üstün güvenlik sunuyor. Ancak daha ince versiyonların geliştirilmesi mekanik bütünlüğünü bozabildiğinden, bu hücreler "kalınlık-dayanıklık arasında kritik bir tercih sorunu" yaratıyor.

Çinli bilim insanları bu zorluğun üstesinden gelmek için performansı artırmak amacıyla çok katmanlı, tamamen seramikten oluşan ve katmanlar arası teması güçlendirilmiş bir mikro lityum iyon batarya geliştirdi.

Bunun sonucunda ortaya, katmanları farklı uygulamalara göre ayarlanabilen, istiflenebilir bir batarya çıktı.

Bilim insanları yeni cihaz hakkında "Tamamen yanmaz yapıda, uzun süre dış alevlere maruz kaldığında yapısal bütünlüğünü korur ve havada mükemmel ısıl kararlılığa sahip" diyerek ekliyor: 

Güvenlik açısından sıvı, polimer veya kompozit elektrolitli bataryalardan kayda değer derecede daha üstün performans sergiliyor.

Araştırmacılar, "Uzun vadede bu teknoloji, özellikle yüksek sıcaklıktaki ortamlarda giyilebilir sensörlere, Nesnelerin İnterneti cihazlarına, havacılık ve uzay elektroniğine güç sağlamayı vaat ediyor" diye ekliyor.

Independent Türkçe