Küçük bir hayvanın başka canlılardan çaldığı genlerle ilaç ürettiği keşfedildi

Yeni antibiyotikler geliştirilmesini sağlayabilir

Bdelloid rotiferler, Antarktika dahil dünyanın pek çok yerinde bulunuyor (C. G. Wilson)
Bdelloid rotiferler, Antarktika dahil dünyanın pek çok yerinde bulunuyor (C. G. Wilson)
TT

Küçük bir hayvanın başka canlılardan çaldığı genlerle ilaç ürettiği keşfedildi

Bdelloid rotiferler, Antarktika dahil dünyanın pek çok yerinde bulunuyor (C. G. Wilson)
Bdelloid rotiferler, Antarktika dahil dünyanın pek çok yerinde bulunuyor (C. G. Wilson)

Tek başına üreyen küçük bir hayvanın, başka canlılardan aldığı genler sayesinde enfeksiyonlarla savaştığı ortaya çıktı. Bilim insanları keşfin, insanlara yönelik yeni antibiyotikler geliştirilmesini sağlamasını umuyor. 

Tatlı sularda yaşayan bdelloid rotiferlerin döllenmeden ürediği düşünülüyor. Çok uzun zamandır varlıkları bilinmesine rağmen bugüne kadar bu hayvanların erkeği hiç görülmedi. Dişi rotiferler yumurta bırakarak kendilerini kopyalıyor. 

Genetik bilginin nesilden nesile değişmesi, türlerin hayatta kalması açısından kritik önem taşıdığı için döllenmeden üreyen rotiferlerin neslinin tükenmesi beklenebilir. Ancak bu canlılar en az 25 milyon yıldır yeryüzünde yaşıyor.  

Aralarında Oxford Üniversitesi'nden bilim insanlarının da yer aldığı bir ekip, bunun nasıl mümkün olduğunu çözmüş görünüyor: Bdelloid rotiferler, bakteri ve mantarlardan "çaldıkları" genlerle hastalıklara karşı savaşıyor. 

Daha önceki araştırmalarda rotiferlerin başka canlıların DNA'sını topladığı bulunsa da hakemli dergi Nature Communications'ta perşembe günü yayımlanan çalışmada bu genlerin hastalıklara karşı kullanıldığı keşfedildi. 

Başka yerlerden gelen genetik materyal, bdelloid rotifer genomunun yaklaşık yüzde 11'ini oluşturuyor. Araştırmacılar bazı genlerin, bakteri ve mantarların yanı sıra, bitkilerden alınmış gibi göründüğünü söylüyor. 

Bu aktarım, çoğunlukla virüsler aracılığıyla yatay gen transferi denen bir süreçle meydana geliyor. 

Bilim insanları mikroskobik canlıların bu genleri hangi amaçla kullandığını anlamak adına iki ayrı bdelloid rotifer türüne bir mantar enfeksiyonu verdi. Üç gün içinde bir türün en az yüzde 70'i, diğerininse sadece yüzde 18'i öldü.

Araştırmacılar dirençli hayvanlardaki antimikrobiyal kimyasallar üretmeyle ilişkili genlerin, çabuk ölen rotiferlerden 10 kat daha aktif olduğunu gözlemledi. 

Mantar ve bakteriler doğal yollarla antibiyotik üretirken, bilim insanları rotiferlerin de ödünç aldıkları genlerle aynı şeyi yaptığını düşünüyor. 

Oxford Üniversitesi'nden Chris Wilson, başyazarı olduğu araştırma hakkında "Bu tuhaf küçük hayvanlar, mikroplara nasıl antibiyotik yapacaklarını söyleyen DNA'yı kopyalamış" diye açıklıyor: 

Bir mantar hastalığına karşı bu genlerden birini kullanmalarını izledik ve enfeksiyondan kurtulan hayvanlar, ölenlere göre 10 kat daha fazla kimyasal reçete üretiyordu; bu da genlerin hastalığı bastırmayı sağladığına işaret ediyor.

Antibiyotik krizini çözebilir mi?

Modern tıbbın önemli bir parçası olan antibiyotikler, mikropların evrimleşip direnç kazanmasıyla etkilerini kaybediyor. Dünya Sağlık Örgütü bu mikropların yol açtığı hastalıklarla mücadelede yeni yöntemlerin geliştirilmesine acil ihtiyaç duyulduğunu belirtiyor. 

Yeni araştırmayı yürüten ekip, bdelloid rotiferlerin bu ihtiyacı giderme potansiyeli taşıdığı görüşünde. Rotiferlerin, hayvan olmayan canlılardan aldığı genler organizmaya girdikten sonra evrimleşiyor. 

Bilim insanları sözkonusu genler rotiferlerde yaşayabildiği için insanlar da dahil diğer hayvanlarda da zararsız olabileceğini düşünüyor.

Makalenin ortak yazarı David Mark Welch, "Bu karmaşık genlerin bazıları başka hiçbir hayvanda yok ve bunlar bakterilerden alınmış ancak rotiferlerde evrim geçirmiş" diyor. Araştırmacı bu durumun, bakteri ve mantarlardan geliştirilen ilaçlara kıyasla daha az zehirli olabilecek yeni antimikrobiyaller üretilme potansiyelini artırdığını söylüyor.

Öte yandan net bir şey söylemek için henüz çok erken. Fareler, insanlarla rotiferlerden daha yakın akraba olmasına karşın bu kemirgenlerde işe yarayan tedaviler insanlarda her zaman aynı sonucu vermiyor. 

Araştırmacılar yine de bulguların antibiyotik çalışmalarına katkı sağlamasını bekliyor. Wilson, rotiferlerin hastalıkla savaşmak adına ürettiği bileşikler hakkında  "Gerçekten çok zehirli olamazlar, yoksa kendi hücrelerinde üretemezlerdi" diyerek ekliyor: 

İnsanlarla uyumlu antimikrobiyal kimyasallara dair arayışımızda faydalı ipuçları veya kestirme yollar sunabileceklerini düşünüyoruz.

Independent Türkçe, Popular Science, Science Daily, Nature Communications



İkiye bölünse bile çalışmaya devam eden batarya üretildi

Esnek bataryanın kesilmesine rağmen çalışması dayanıklılıkta yeni bir adıma işaret ediyor (ACS Energy Letters)
Esnek bataryanın kesilmesine rağmen çalışması dayanıklılıkta yeni bir adıma işaret ediyor (ACS Energy Letters)
TT

İkiye bölünse bile çalışmaya devam eden batarya üretildi

Esnek bataryanın kesilmesine rağmen çalışması dayanıklılıkta yeni bir adıma işaret ediyor (ACS Energy Letters)
Esnek bataryanın kesilmesine rağmen çalışması dayanıklılıkta yeni bir adıma işaret ediyor (ACS Energy Letters)

İkiye katlansa veya bölünse bile çalışmaya devam eden batarya geliştirildi. 

Lityum iyon bataryalar, akıllı telefonlardan elektrikli araçlara kadar pek çok alanda kullanılıyor. Ancak alev almaya yatkın olmaları nedeniyle bilim insanları farklı seçenekleri araştırıyor. 

Bu çalışmalarda öne çıkan seçeneklerden biri de lityum sülfür bataryalar. Daha güvenli olması beklenen bu cihazlar ayrıca yüksek enerji yoğunluğu sunma ve ucuza mal edilme potansiyeliyle de öne çıkıyor.

Ancak lityum sülfür bataryalar, bütün bu artılarına rağmen uzun ömürlü değil. Bu bataryaları yüksek sıcaklıkta kararlı halde tutmak için karbonat bazlı elektrolit kullanılması öneriliyor.

Fakat katottaki sülfür, elektrolit içinde çözünmeye devam ederek katı bir çökelti oluşturuyor ve bataryanın kapasitesini düşürüyor. 

Çin Elektronik Bilimi ve Teknolojisi Üniversitesi'nden araştırmacılar, katot ve elektrolit arasına bir katman daha koymanın bu sorunu çözeceğinden yola çıkarak farklı maddelerle deneyler yürüttü. 

Bulgularını hakemli dergi ACS Energy Letters'ta 13 Eylül'de yayımlayan ekip, poliakrilik asidin sülfür-demir batarya katotlarında en iyi sonucu veren kaplama olduğunu saptadı.

Araştırmacılar bu kaplamayla hem esnek ve düz bir batarya olan kese pil hem de düğme pil prototipi üretti. 

Kese pil, 100 şarj-deşarj döngüsü boyunca herhangi bir bozulma belirtisi olmadan çalıştı. Ayrıca batarya ikiye katlandığında veya kesildiğinde de güç sağlamaya devam etti.

Çalışmaya liderlik eden Liping Wang, Interesting Engineering'e yaptığı açıklamada "Batarya, benzersiz tasarımı sayesinde kesildikten sonra da çalışmaya devam ediyor; iletken ağ fiziksel hasardan sonra bile sağlam kalıyor" diyerek ekliyor:

Bu muhtemelen mekanik kopmaya rağmen iyon ve elektron akışına izin veren sağlam ve esnek bir bağlayıcı sistem ya da yapısal tasarımdan kaynaklanıyor. İletken yollar, kesilme sırasında tamamen koparılmadığı için devre işlemeye devam ediyor.

Düğme pil ise 300 şarj-deşarj döngüsünün ardından kapasitesinin yüzde 72'sini korumayı başardı. 

Daha sonra kaplamayı diğer metallerden yapılmış katotlarda test eden ekip, lityum molibden ve lityum vanadyum batarya üretti. Bu piller de 300 şarj-deşarj döngüsü boyunca kapasitesini korudu.

Bulgular, sadece lityum sülfür bataryaların değil başka türden metallerle yapılanların da kaplamayla uzun ömürlü ve güvenli hale getirilebileceğine işaret ediyor.

Independent Türkçe, Interesting Engineering, Cosmos Magazine, EurekAlert, ACS Energy Letters