Ahtapot, kalamar ve diğer deniz canlıları, ışığın iletimini ve yansımasını manipüle etmek için vücutlarında özel dokular kullanarak kaybolan bir eylem gerçekleştirebilir ve şimdi California Irvine Üniversitesi'ndeki araştırmacılar insan hücrelerini benzer şeffaf yeteneklere sahip olacak şekilde tasarladılar. Bilim adamları yakın zamanda Nature Communications'da yayınlanan bir makalede, kafadanbacaklı deriden, ayarlanabilir şeffaflık ve ışık saçma özelliklerine sahip memeli hücrelerini donatmak için nasıl ilham aldıklarını açıkladılar. Kimya ve biyomoleküler mühendislikte bir UCI doktora öğrencisi olan baş yazar Atrouli Chatterjee, “Bin yıl boyunca insanlar felsefi spekülasyonlara, bilim kurgu eserlerine ve çok sayıda akademik araştırmaya ilham veren şeffaflık ve görünmezlikten etkilendi” dedi. Kesinlikle bilim alanında olan proje, ışığı iletmek, yansıtmak ve absorbe etmek için kontrol edilebilir özelliklere sahip hücresel sistemler ve dokular tasarlama ve mühendislik üzerine yoğunlaşıyor. ” Chatterjee, kafadan bacaklıların renk değiştirme yeteneklerinin insanlara fayda sağlamak için benzersiz teknolojiler geliştirmek için nasıl taklit edilebileceğini uzun bir geçmişi olan UCI doçent Alon Gorodetsky'nin laboratuvarında çalışıyor. Ekibinin biyo-ilham araştırması, kızılötesi kamuflaj ve diğer gelişmiş malzemelerdeki atılımlardaki gelişmelere yol açtı.
Bu çalışma için, grup, dişi Doryteuthis opalescens mürekkeplerinin, mantolarındaki bir şeridi neredeyse şeffaftan opak beyaza dinamik olarak değiştirerek yırtıcılardan kaçınma yolundan ilham aldı. Araştırmacılar daha sonra bu biyolojik gizleme tekniğinde yer alan hücreler arası protein bazlı parçacıkların bazılarını ödünç aldılar ve ışık saçılma güçlerinin diğer hayvanlara aktarılıp aktarılmadığını test etmek için bunları insan hücrelerine tanıtmanın bir yolunu buldular. Bu kalamar türü, ışığı yayma şeklini değiştirebilen lökoforlar adı verilen özel yansıtıcı hücrelere sahiptir.
Bu hücreler içinde, lökozomlar, yanardöner kamuflaj üretebilen yansıtıcılar olarak bilinen proteinlerden oluşan membrana bağlı parçacıklar bulunur. Deneylerinde, araştırmacılar insan embriyonik böbrek hücrelerini kültürlediler ve genetik olarak onları reflini ifade edecek şekilde tasarladılar. Proteinin düzensiz bir düzenlemede hücrelerin sitoplazmasındaki partiküllere birleşeceğini keşfettiler.
Ayrıca, optik mikroskopi ve spektroskopi yoluyla, eklenen reflin bazlı yapıların hücrelerin ışık saçılımını değiştirmesine neden olduğunu gördüler. Bu araştırmanın ortak yazarı Gorodetsky, “Hücrelerin sadece yansıtmadığını ifade etmediğini, aynı zamanda proteini sferoidal nanoyapılarda paketlediklerini ve hücrelerin gövdelerine dağıttıklarını görünce şaşırdık” dedi. “Kantitatif faz mikroskopisi ile, protein yapılarının hücrelerin içindeki sitoplazmaya kıyasla farklı optik özelliklere sahip olduğunu belirleyebildik; diğer bir deyişle, neredeyse yerli yerli kafadanbacaklı lökoforlarında olduğu gibi optik olarak davrandılar.
” “Bu proje, sefalopodlardaki lökoforlardan esinlenen uyaran duyarlı optik özelliklere sahip insan hücreleri geliştirmenin mümkün olduğunu gösterdi ve bu şaşırtıcı reflin proteinlerinin yabancı hücresel ortamlardaki özelliklerini koruyabildiğini gösteriyor” dedi. Yeni bilginin, tıbbi ve biyolojik mikroskopi uygulamaları için yeni bir biyomoleküler işaretleyici olarak reflinleri kullanma olasılığını da açabileceğini söyledi. Savunma Uygulamalı Araştırma Projeleri Ajansı ve Hava Kuvvetleri Bilimsel Araştırma Ofisi'nden destek alan bu projede, Kaliforniya Üniversitesi, San Diego ve Japonya'daki Hamamatsu Fotonik'ten araştırmacılar da yer aldı.
.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder