Bilim ve
Teknolojide
M
uhtemelen çoğumuzun yaşadığı en sıra dışı yıl olan 2020’yi geride bıraktık. Geleneğimiz olduğu üzere bu Ocak sayımızda da sizler için geride kalan yılın en göze çarpan bilimsel ve teknolojik gelişmelerinden bazılarını içeren bir seçki hazırladık. Gerek kamuoyu gündeminde gerekse bilim ve teknoloji gündeminde Covid-19 pandemisi doğal olarak çok önemli bir yer tuttu. Yıl boyunca pandeminin çeşitli boyutlarını, pandemiyle ilgili güncel gelişmeleri ve bilimsel bilgileri sizlerle paylaşmaya çalıştık. Ayrıca bu sayımızda da pandemiyle geçen bir yılı özetleyen bir yazı bulabileceksiniz. Bu yüzden 2020’nin önemli bilimsel ve teknolojikgelişmeleri seçkimizde Covid-19 pandemisi dışında kalan konulara değinmek istedik. Böylece belki de pandeminin gölgesinde kalarak hak ettikleri ilgiyi elde edememiş ya da hak ettikleri ölçüde duyulmamış farklı konulardaki araştırmalardan daha fazla okurumuzun haberdar olmasını sağlayabiliriz. Sağlıklı bir yıl dileklerimizle sizleri seçkimizle baş başa bırakıyoruz…
23
1
DeepMind’ın Yapay Zekâsı
Proteinlerin Üç Boyutlu
Yapısını Tahmin Ediyor
Birleşik Krallık merkezli DeepMind adlı şirketin geliştirdiği AlphaFold ad-lı yapay zekâ sistemi, sadece amino-asit dizilimi bilgisinden yola çıkarak proteinlerin üç boyutlu yapısını doğ-ru şekilde belirlemeyi başardı. Alpha-Fold, bu alandaki bir yarışmada, nor-malde pahalı ve zaman alan labora-tuvar deneyleriyle elde edilebilen so-nuçların üçte ikisini doğru şekilde el-de etmeyi başardı. Nereel-deyse tüm ya-şamsal süreçler proteinlerin işleyişine bağlı. Proteinler bir aminoasit zinciri-nin, aminoasit dizilimine bağlı olarak özel bir şekilde katlanmasıyla işlevsel hâle geliyor. Ancak neredeyse yarım yüzyıldır süren çabalara rağmen pro-teinlerin üç boyutlu yapısının sadece aminoasit diziliminden yola çıkılarak bu kadar yüksek bir doğruluk oranıy-la tahmin edilmesi mümkün olma-mıştı. Bu gelişme yaşam bilimlerinde çığır açıcı olabilir.2
Akış Hâlindeki Tek
Elektronlardan Tek
Fotonlar Elde Eden Sistem
Cambdridge Üniversitesi araştır-macıları, tek elektronları özel olarak tasarlanmış ışık yayan diyot (LED) içinde hareket ettirerek tek fotonlar üretmeye yarayan yeni bir teknik ge-liştirdi. Tekniğin kuantum iletişimi ve kuantum hesaplama gibi alanların gelişimine katkı sağlayabileceği düşü-nülüyor. Tek bir foton, yani ışığın te-mel parçacığı, yüzlerce kilometrelik mesafelere bir kuantum biti taşıyabi-lir. Dolayısıyla tek bir foton üretebilen bir kaynak pek çok kuantum tekno-lojisi için önemli bir yapı taşıdır. Yeni teknikle daha öncekilerden farklı ola-rak -rastgele oluşan kuantum nokta-cıklara ya da elmaslardaki yapısal ku-surlara gerek duyulmadan- kontrol-lü bir şekilde tek foton üretilebiliyor. Tekniğin ileride tek fotonların “uçan” kübitler olarak kullanılacağı büyük ölçekli kuantum hesaplama ağlarının oluşturulmasında faydalı olabileceği düşünülüyor.
3
Atom Çekirdeğinin Sadece
Elektrik Alanla Kontrolü
Başarıldı
University of New South Wales’ten bir mühendis ekibi tek bir atomun çekirdeğini sadece elektrik alanla-rı kullanarak kontrol etmeyi başar-dı. Bunun mümkün olabileceği ku-ramsal olarak ilk kez 1961’de orta-ya konmuştu. Çekirdek dönüşünün manyetik alanlar yerine elektrik alanlarla kontrol edilebilmesinin çok yaygın etkileri olması bekleni-yor. Manyetik alanları üretmek için büyük makaralar ve yüksek akım-lar gerekirken elektrik alanakım-lar mi-nik bir elektrotun ucunda oluştu-rulabiliyor. Bu da nanoelektrik ci-hazlara yerleştirilen atomların tek tek kontrol edilmesini sağlayabilir. Keşfin kuantum bilgisayarların ve hassas algılayıcıların geliştirilme-sinden kuantum fiziğinin doğasına ilişkin temel sorulara yanıt aran-masına kadar farklı alanlarda fay-dalı olabileceği düşünülüyor.
Atom çekirdeiğinin elektrik alanla kontrolünün temsili bir çizimi
25
4
Bir Kuantum Radarı
Prototipi Üretildi
Avusturya Bilim ve Teknoloji Enstitüsünden bir araştırma eki-bi nesne tespit yöntemi olarak ku-antum dolanıklığını kullandıkları yeni bir tür radar geliştirdi. Kuan-tum dolanıklığı iki parçacığın bir-birlerinden ne kadar uzakta olur-sa olsunlar aynı fiziksel özellikle-ri paylaşarak bağlantıda kaldıkla-rı fiziksel bir olgu. Farklı üniversi-telerden araştırmacılarla da iş bir-liği yapan ekip mikrodalga kuan-tum aydınlatması adlı teknoloji-yi kuantum radarı olarak da bili-nen bir prototiple hayata geçirdi. Bu teknolojide dolanık mikrodal-ga fotonları tespit yöntemi olarak kullanılıyor. Kuantum radarı klasik radar sistemlerinin yetersiz kaldı-ğı gürültülü ısıl ortamlarda nesne tespiti yapabiliyor. Yeni teknoloji aşırı düşük güçle çalışan biyome-dikal görüntüleme teknolojilerin-de ve güvenlik tarayıcılarında kul-lanılma potansiyeline sahip.
5
Dünyanın En Büyük
Füzyon Deney Reaktörü
Kuruluyor
Dünyanın en büyük nükleer füz-yon deney düzeneği, geçtiğimiz yılın temmuz ayında Güney Fransa’da ku-rulmaya başlandı. Uluslararası iş bir-liği ile yürütülen Uluslararası Termo-nükleer Deneysel Reaktör (ITER) ad-lı projenin amacı füzyon gücünün ti-cari ölçekte güvenli ve sürdürülebi-lir biçimde üretilebileceğini göster-mek. Füzyon hafif atom lerinin birleşip daha ağır çekirdek-ler oluşturduğu ve bu sırada etrafa büyük bir enerjinin yayıldığı nükle-er sürecin adı. Güneş ve diğnükle-er yıldız-lar da enerjilerini bu süreçten alıyor. Projenin temel zorluğu reaktör tan-kının içinde tutulması ve muazzam bir manyetik alanla kontrol edilme-si gereken bu enerjiden yararlanma-yı sağlayacak bir makine inşa edilme-siydi. Füzyon yöntemi zehirli atıklar, sera gazları ve uzun ömürlü radyo-aktif atıklar ortaya çıkarmadığı için temiz bir enerji kaynağı olarak ka-bul ediliyor. ITER’in ilk deneylerinin 2025’te başlaması hedefleniyor.
6
Tropikal Ormanların
Karbon Soğurumu
Hızla Azalıyor
Yaklaşık 100 araştırma kurumu-nun iş birliğiyle 30 yıldır sürdü-rülen bir analize göre, tropikal or-manların atmosferden karbondiok-sit soğurma yeteneği giderek aza-lıyor. Afrika’daki ve Amazonlar’da-ki toplam 565 bozulmamış orman üzerindeki uzun vadeli inceleme-ler, bütün hâldeki tropikal orman-ların karbondioksit soğurumunun 1990’larda en üst düzeye ulaştığı-nı, 2010’larda ortalama olarak üçte bir oranında azaldığını ve bir azal-ma eğiliminin sürdüğünü gösterdi. Fazla karbondioksit ağaçların bü-yümesini hızlandırsa da yüksek sı-caklıklar ve kuraklık büyümeyi ya-vaşlatıp ağaçların ölümüne neden olarak bu olumlu etkiyi yok edi-yor. Yapılan modellemelere göre 2030’ların ortalarına gelindiğinde Afrika’daki ormanların karbon so-ğurumunun ciddi ölçüde azalaca-ğı ve hatta Amazonlar’ın karbon soğurmak bir yana karbon kaynağı hâline geleceği öngörülüyor.
UNS
W/
7
En Sıcak
On Yıllık Periyod:
2010-2019
Altmışın üzerinde ülkeden top-lam 520 bilim insanı tarafından oluşturulan “State of the Climate 2019” başlıklı iklim raporuna göre, 2010-2019 aralığı, uzun vadeli orta-lamaya göre 0,39 °C’lik bir artışla küresel ölçekte kaydedilmiş en sı-cak on yıl, 2019 da kaydedilmiş en sıcak ikinci ya da üçüncü yıl oldu. Rapor, artan sıcaklıkların gezegeni ve insan yaşamını ne şekillerde et-kilediğine ilişkin çarpıcı bulgular da sundu. Rapora göre deniz yüze-yi sıcaklıklarının en yüksek ikinci değeri 2019’da kaydedildi. Sera ga-zı düzeyleri 2019’da rekor düzeye ulaştı. 2019 ayrıca Kuzey ve Güney Kutup bölgelerinin yaşadığı en sı-cak ikinci yıl oldu. Tüm dünyada iklim krizinin sonuçları hissedil-meye başladı.
8
Gizemli Matematiksel
Köprüde Çığır Açıcı
Gelişme
Bilim insanları matematik dünya-sındaki iki uzak alan aradünya-sındaki bağ-lantıyı kuvvetlendiren önemli keşifler yaptılar. Ünlü matematikçi Andrew Wi-les 1990’lı yıllarda “Fermat’nın son te-oremi” diye bilinen teoremi ispatladı-ğında, matematikte birbirinden çok uzak iki kıta gibi görünen iki alan (Di-ophantine Denklemleri ile otomor-fik formlar) arasında bir köprü (Lang-lands Köprüsü) kurulabilmesi ümidi-ni doğuran ilk bağlantıyı sunmuştu. Wiles’ın ispatının ardından çok sayı-da matematikçi kariyerini söz konusu köprüyü geliştirmeye adadı. Ancak bu çalışmalar bir türlü aşılamayan bir en-gele takılmış durumdaydı. Geçtiğimiz yıl yayımlanan iki makale, bu engelin aşılmasını sağladı. 1960’ların sonunda ünlü matematikçi Robert P. Langlands öncülüğünde başlatılan Langlands Programı adlı çok kapsamlı bir mate-matiksel araştırma seferberliği kap-samında yürütülen çalışmalar şimdi-den birtakım yeni keşiflerin önünü
aç-tı. Langlands Köprüsü gibi köprülerin en önemli faydalarından biri bir alan-da çözümsüz görünen kimi problem-lerin bu tür köprüler aracılığıyla bir başka alana aktarılarak çok daha kolay bir şekilde çözülebilmesi.
9
50 Yıllık Matematik
Problemini Bir Doktora
Öğrencisi Çözdü
Conway düğümü olarak bilinen el-li yıllık bir matematik problemi Lisa Piccirillo adlı doktora öğrencisi tara-fından çözüldü. 1970’te efsanevi ma-tematikçi John Conway tarafından or-taya atılan problem, Conway düğü-mü olarak bilinen karmaşık geomet-rik nesnenin daha yüksek boyutlu bir düğümün bir dilimi olup olmadığıy-la ilgili. Düğümün dilim olup olma-dığı sorunsalı düğüm kuramcıları-nın daha yüksek boyutlu uzaylarda-ki düğümlerle ilgili baktıkları ilk ola-ğan sorulardan biri. Piccirillo, Con-way düğümü problemiyle 2018 ya-zında bir topoloji konferansında kar-şılaştı. Problem bir doktoraöğren-cisi olarak o sıralar geliştirmekte ol-duğu bazı teknikler için iyi bir dene-me alanı gibi göründü. Bir hafta için-de ise Piccirillo problemi çözmeyi ba-şardı: Conway düğümü dilim değil-di. İspatı 2020 Şubatı’nda en prestij-li matematik dergilerinden Annals of Mathematics’te yayımlandı ve bu başarısı Piccirillo’nun Massachusetts Institute of Technology’den öğretim üyeliği teklifi almasını sağladı.
10
Tek Bir Molekülle Görünür
Işık Tayfının Tamamından
Enerji Toplanıp Hidrojen
Üretildi
Bilim insanları ilk defa güneş ışığı-nı verimli şekilde soğurabilen ve gü-neş enerjisinden hidrojen elde edil-mesini sağlayan bir katalizör olarak işlev görebilen tek bir molekül geliş-tirdi. Bu yeni molekül görünür ışık tayfının tamamından enerji toplaya-biliyor ve mevcut güneş hücrelerinin yapabildiğinden %50 daha fazla ener-ji elde edebiliyor. Güneş enerener-jisini toplayarak hidrojen gibi bir yakıta ak-tarmak için kimyasal tepkimeleri hız-landıran katalizör adı verilen unsurla-ra ihtiyaç duyuluyor. Güneş enerjisin-den hidrojen elde etmeye yönelik ön-ceki girişimlerde iki ya da daha fazla molekülden oluşan katalizörler kulla-nılmış ancak her aktarımda bir mik-tar enerji kaybolduğu için çoklu mo-leküllere dayalı bu sistemler düşük verimlilik göstermişti. Yeni geliştiri-len molekül, fosil yakıtlardan sürdü-rülebilir enerji kaynaklarına geçişte faydalı olabilir.
11
Yeni Bir
Pasif Soğutma
Cihazı
Geliştirildi
Güney Koreli araştırmacılar ilk kez pasif ışıma yapan bir cihaz geliştirdi. Cihaz kapalı bir ortam-daki ısıyı soğurup bu ısıyı dışarı-ya dışarı-yayıyor. “Janus emitter” dışarı-ya da kısaca JET adı verilen cihaz mik-ro ölçekte dokulandırılmış bir ku-artz alt katman üzerine yerleştiri-len gümüş (Ag) ve polidimetilsi-loksan (PDMS) tabakaları içeriyor. JET’in her bir yüzü kapalı boşluk-ları pasif olarak soğutmaya yara-yan özgün niteliklere sahip. İç yü-zeyi kapalı boşluğun içinden geniş bir dalga boyu aralığındaki termal ışınımı soğuruyor. Dış yüzeyi de bu enerjiyi, yayıcılığın azami dü-zeye çıkmasını sağlayan seçici bir frekans aralığında atmosfere yayı-yor. Bu teknoloji, araçların ve bina-ların içlerini soğutmanın yanı sıra güneş hücrelerinin elektriğe gerek duyulmadan soğutulmasında da kullanılabilir.
12
Kanda Hücre Dışında
Bütün ve İşlevsel Hâlde
Mitokondriler Keşfedildi
Montpellier Kanser Araştırma Mer-kezinden araştırmacılar kanda bü-tün hâlde işlevsel mitokondriler bu-lunduğunu ortaya çıkardı. Araştır-macılar sağlıklı bir insanın kan plaz-masında mitokondriyel DNA’nın çe-kirdek DNA’sına göre 50.000 kat da-ha fazla miktarda bulunduğu yönün-deki daha önce ortaya konmuş bulgu-lardan yola çıktı. Araştırmacılar mito-kondriyel DNA’nın kanda bu şekilde belirlenebilir ve ölçülebilir olabilmesi için dayanıklı bir yapı içinde korunu-yor olması gerektiğini düşündü. Yak-laşık 100 kişinin kan plazmaları üze-rinde yapılan incelemeler sonucunda bütün hâlde mitokondri genomları içeren çok dayanıklı yapılar keşfedil-di. Elektron mikroskobu incelemele-ri sonunda da bunların bütün hâldeki işlevsel mitokondriler olduğu anlaşıl-dı. Keşfin fizyoloji bilgimize yapacağı katkıların yanı sıra belirli hastalıkla-rın teşhis, izleme ve tedavisinde de ge-lişmeler sağlayabileceği düşünülüyor.27
Pasif soğutma cihazının prototipi
Young Min Song/GIS
T
doi.10.1096/fj.201901917RR
Kanda serbest halde bulunan mitokondrilerin elektron mikroskobu görüntüsü
13
Kalp Krizine
Neden Olan Plakları
Parçalayan
Nanoparçacık
Michigan State ve Stanford üniver-sitelerinden araştırmacılar kalp kriz-lerine neden olan plakların kısmen (içten dışa doğru) aşınmasını sağla-yan bir nanoparçacık geliştirdi. Çalış-ma prensibi itibariyle “Truva atı”na benzeyen nanoparçacık belirli bir ba-ğışıklık hücresi tipine, monositlere ve makrofajlara yönelik yüksek seçiciliği nedeniyle aterosklerotik (damar sert-leşmesiyle ilgili) plaklara yöneliyor. Bu plaklardaki makrofajların içine gi-rince de hücrenin hücresel kalıntıları yutup sindirmesini tetikleyen bir et-ken madde salgılıyor. Böylece plağın merkezindeki hastalıklı ya da ölü hüc-relerin temizlenmesini sağlıyor. So-nuçta makrofajların harekete geçiril-mesiyle plak boyutu küçültülmüş ve dengede tutulmuş oluyor. Araştırma-cılar geliştirdikleri nanoparçacıkla ge-lecekte çoğu kalp krizi türünün asga-ri düzeyde yan etkiyle önlenebileceği-ni umuyor. Kalp krizi şu anda küresel ölçekte en yaygın ölüm sebebi.
14
En Zengin
Biyoçeşitlilik
Merkezleri İklim
Değişiminden
Kaynaklı
Tehditler
Altında
Uluslararası bir araştırma eki-bi tarafından yayımlanan eki-bir ra-por 100’den fazla yerde tropikal ormanların ve mercan resifleri-nin kasırgalar, seller, sıcak hava dalgaları, kuraklıklar ve yangın-lar gibi uç iklim olayyangın-larından na-sıl etkilendiğini ortaya koydu. Tro-pikal ormanlar ve mercan resifle-ri gezegenimizin en zengin biyoçe-şitlilik merkezleri arasında yer alı-yor ve milyonlarca insanın yarar-landığı ekosistem hizmetleri sağlı-yor. Araştırmacılara göre, iklim de-ğişimi tropikal bölgelerde uç iklim olaylarının daha sık ve daha şid-detli gerçekleşmesine yol açmakla kalmayıp bunların daha önce rast-lanmamış ölçüde olumsuz ekolo-jik sonuçlar doğurmasına da ne-den oldu. Raporda ayrıca tropikal ormanların ve mercan resifleri-nin uç iklim olaylarına bağlı zin-cirleme etkilere maruz kaldığı da gösteriliyor. Raporda tüm bu et-kilerin yerel çözümlerle değil an-cak sera gazı salımlarını azaltma-ya yönelik uluslararası eylemlerle bertaraf edilebileceği de vurgula-nıyor.
15
Toplu Tür
Yok Oluşu
Hızlanıyor
Proceedings of the National Aca-demy of Sciences’ta yayımlanan bir
araştırmaya göre, karasal omurgalı türleri arasındaki tür yok oluş hızı önceki tahminlerden önemli ölçü-de daha yüksek ve toplu yok oluş-ların önlenmesi için eyleme geçil-mesinin aciliyeti de tahmin edilen-den çok daha büyük. Öyle ki eyle-me geçileyle-mez ise 10-15 yıl içinde yok oluşun geri dönülemez bir nokta-ya ulaşılacağı tahmin ediliyor. Araş-tırmada yok olmanın eşiğindeki ve yakın zamanda yok olmuş tür-lere ilişkin veriler değerlendirildi ve 2015’te bir grup bilim insanının başladığını iddia ettiği altıncı top-lu tür yok otop-luşunun muhtemelen hızlandığı sonucuna varıldı. Araş-tırmada, tür yok oluşlarının başka türlerin de yok olmasını tetiklediği öne sürülerek dünya çapında son derece acil olarak önlemler alınma-sı gerektiği vurgulanıyor.
16
İki Dev Yıldırım
Rekor Olarak
Kaydedildi
Geçtiğimiz yıllarda gerçekleşen iki dev yıldırım düşmesi olayının re-kor niteliği taşıdığı resmi olarak doğ-rulandı. 31 Ekim 2018’de Brezilya’ya düşen yaklaşık 700 kilometre uzun-luğundaki yıldırımın şimdiye kadar kaydedilmiş en uzun yıldırım olduğu doğrulandı. 4 Mart 2019’da Arjantin’e düşen yıldırımsa 16,73 saniyelik sü-resiyle en uzun süreli yıldırım olarak kayda geçti. Dünya Meteoroloji Örgü-tünden araştırmacılar yeni yıldırım rekorlarını doğrulamak için uydu gö-rüntülerinden yararlandı. Normalde yıldırımlar birkaç kilometre uzunlu-ğunda oluyor ve sadece bir-iki sani-ye sürüyor. Rekorlara konu olan dev yıldırımlarsa yatay olarak yayılan kar-maşık yıldırım ağları biçiminde orta-ya çıkıyor. Yeni araştırmalar dev yıl-dırımların bilim insanlarının düşün-düğünden daha sık oluştuğuna işa-ret ediyor.
17
Sürdürülebilirlik Sertifikalı
Palm Yağı Üretimi Memeli
Habitatlarını ve Tropikal
Ormanları Tehdit Ediyor
Science of the Total Environment
dergisinde yayımlanan bir araştırma, sürdürülebilirlik sertifikalı palm yağı üretim faaliyetlerinin son 30 yıl için-de Borneo ve Sumatra’da büyük me-melilerin habitatlarını ve tropikal or-manları işgal ettiğini ortaya koydu. 2004’te palm yağı endüstrisi paydaş-larının bir yuvarlak masa toplantısıy-la (RSPO) baştoplantısıy-lattığı hareketle RSPO üyesi üreticiler sürdürülebilirlik ser-tifikalı üretime başlamış ve bazı araş-tırmalarda bu hareketin ormansızlaş-mayı azalttığı iddia edilmişti. Söz ko-nusu araştırmada ise son 36 yılı kap-sayan yüksek çözünürlüklü uydu gö-rüntüleri üzerinde yapılan ayrıntılı incelemeler, şu anda sertifikalı üretim yapılan palmiye fidanlıkları ve ikmal üslerinin 1990’larda büyük memelile-rin habitatı olan yerlerde ve 30 yıldan kısa bir süre önce biyoçeşitlilik bakı-mından zengin tropikal orman alan-larında bulunduğunu gösterdi.
18
Yeni Gine
Dünyanın
En Zengin Floraya
Sahip Adası
Nature’da yayımlanan bir
araştır-mada Yeni Gine’nin dünyanın en zen-gin bitki çeşitliliğine sahip adası oldu-ğu ortaya kondu. Uluslararası iş birli-ğiyle yapılan araştırmada adanın ana karasında ve onu çevreleyen adacık-larda yaklaşık üçte ikisi bölgeye özgü (endemik) olan toplam 13.634 damar-lı bitki türü olduğu tespit edildi. Çev-rim içi kataloglar, kurumların kolek-siyonları ve taksonomi uzmanlarının veri kümeleri gibi çok çeşitli kaynak-lardan yararlanılarak oluşturulan tür listesi 99 Yeni Gine florası uzmanı ta-rafından da kontrol edildi. Bu güveni-lir liste biyocoğrafya ve ekoloji araş-tırmalarının geliştirilmesini sağlama-nın yanı sıra taksonomi uzmanları-nın daha fazla tür keşfetmesine yar-dımcı olacak.
29
2014’te Brezilya’nın Sao Paulo şehrine düşen bir dev yıldırım
19
İklim Değişimi ve
Arazi Kullanımı Su
Aşındırmasına Bağlı
Toprak Erozyonunu
Hızlandırıyor
Proceedings of the National Academy of Sciences’ta yayımlanan bir
araştır-manın sonuçlarına göre su aşındırma-sına bağlı toprak erozyonu, iklim deği-şimi ve yoğun toprak tarımının etkisiy-le önümüzdeki 50 yıl içinde tüm dün-yada büyük bir artış gösterecek. Top-rak erozyonu çok kapsamlı sonuçlar doğuruyor. Örneğin verimli toprağın kaybedilmesine ve tarımsal üretken-liğin düşmesine neden olarak dünya nüfusu için gerekli gıda tedarikini teh-likeye sokuyor. Araştırmacılar öngörü-lerini Hükümetlerarası İklim Değişik-liği Paneli (IPCC) tarafından kullanı-lan üç farklı iklim senaryosuna dayalı olarak ortaya koydu. Simülasyonlar, 2015’teki rakamlara göre, 2070’e ge-lindiğinde toprak erozyonunun %30 ila %66 artış göstereceğini öngörüyor. Araştırmacılar yaptıkları öngörülerin karar vericileri tedbir alma konusunda teşvik etmesini umuyor.
20
Yaşayan Gezegen
İndeksi’ne Göre
Doğal Yaşam
Keskin Bir
Düşüş İçinde
Dünya Doğa Koruma Vakfı (WWF) ile Londra Zooloji Derne-ği iş birliDerne-ğiyle yayımlanan Yaşa-yan Gezegen Raporu’na göre kü-resel ölçekte hayvan popülasyon-ları aşırı tüketim yüzünden 50 yıl-dan az bir zaman zarfında üçte iki-den fazla oranda düşüş gösterdi. 4000’den fazla omurgalı türü ta-kip edilerek oluşturulan Yaşayan Gezegen İndeksi’ne göre, orman-sızlaşmadaki artış ve tarım alan-larının genişlemesi 1970-2016 ara-sında popülasyonlarda görülen or-talama %68’lik düşüşün ana ne-deniydi. Yaşayan Gezegen İndek-si’ndeki en büyük düşüş (%94) ise Amerika’nın tropikal alt bölgele-rinde görüldü. Rapora göre günü-müzde doğal kaynakları tüketim hızımız gezegenin kendini yenile-yebilme hızının bir buçuk katına ulaşıyor.
21
CRISPR-Cas9 Tedavisi
Doğrudan Bir Hastanın
Vücuduna Uygulandı
Bilim insanları CRISPR-Cas9 gen değiştirme yönteminin ilk kez doğru-dan insan vücudunda kullanıldığı bir klinik deneme başlattı. BRILLIANCE adı verilen deneme doğuştan gelen bir göz hastalığı olan LCA 10’u tedavi etmeyi hedefliyor. CRISPR-Cas9 yön-temi daha önce de hastaları tedavi et-meye yönelik klinik denemelerde kul-lanılmıştı ancak o denemelerde has-taların hücreleri vücut dışına çıkarılı-yor, genetik değişiklik laboratuvar or-tamında yapılıyor ve daha sonra hüc-reler tekrar vücuda yerleştiriliyordu. BRILLIANCE bir gen değiştirme yön-teminin doğrudan insan vücudun-da ilk uygulanışı değil, zira 2017’de başka bir yöntem Hunter sendromlu bir hastaya uygulanmıştı. Ancak ön sonuçları ümit verici olan bu dene-me 2012’de keşfedildene-mesinden bu ya-na gen değiştirme araştırmalarında âdeta çığır açan CRISPR-Cas9 tarihin-de bir dönüm noktasını temsil ediyor.22
Bakterileri Farklı Bir
Şekilde Öldüren Yeni
Antibiyotikler Keşfedildi
Bilim insanları bakterilere farklı bir mekanizmayla saldıran yeni bir grup antibiyotik keşfetti. Bu, antimikrobi-yal dirençle mücadele için ümit veri-ci bir gelişme. Yeni keşfedilen korbo-misin ve daha önce bilinen bir gliko-peptit olan komplestatin antibiyo-tikleri, hücre duvarının işlevini blo-ke ederek bakterileri öldürüyor. So-nuçları Nature’da yayımlanan araştır-mada bu yeni antibiyotiklerin fareler-de ilaç dirençli Staphylococcus aure-us enfeksiyonlarını durdurabildiği de gösterildi. Araştırmacılar bilinen gli-kopeptitlerin soy ağaçlarını incele-yip kendisine karşı direnç mekaniz-ması geliştirilmemiş olan glikopeptit gruplarına odaklandı. Bunlardan an-tibiyotik özellik gösterenlerin bakteri-lere bilinen antibiyotiklerden muhte-melen farklı bir şekilde saldıracağı ön-görüsüyle yola çıktılar. Bu yaklaşımın farklı mekanizmalarla işlev gören baş-ka yeni antibiyotiklerin keşfi için de faydalı olabileceği düşünülüyor.
23
Fiziksel Kuvvet Tek
Başına Gen Etkinliğini
Tetikleyebiliyor
Science Advances’te yayımlanan
bir araştırmada hücrelerin fiziksel kuvvete maruz kalmasının tek ba-şına bazı genlerin etkinliğini tetik-leyebildiği gösterildi. Gen etkinleş-mesinin bir hücre fiziksel kuvvete maruz kaldıktan milisaniyeler son-ra, yani gen etkinleştirici kimya-sal bir sinyalin ilerleyebileceğinden yüz kat daha hızlı biçimde başladı-ğı görüldü. Araştırmacılar deney-lerinde insan hücrelerinin soluma, egzersiz ve ses çıkarma gibi etkinlik-ler sırasında maruz kalabileceği öl-çekte fiziksel kuvvetler kullandı. Fi-ziksel kuvvete bağlı gen etkinleşme-sinin enzimler ya da sitoplazmada-ki sinyalci moleküller gibi herhangi bir aracının işlevi olmadan gerçek-leştiği görüldü. Araştırmacılar fizik-sel kuvvetin gen etkinliği üzerinde-ki etüzerinde-kisinde histon proteinlerinin et-kili olduğunu gösterdi. Histon pro-teinleri DNA’yı sarmalayarak çekir-dek içinde paketlenmesinde görev alıyor.
24
Kandaki Demir Düzeyi
Sağlıklı Yaşlanma ve Uzun
Yaşamada Önemli Olabilir
Bir milyondan fazla insanın gene-tik verileriyle yapılan uluslararası bir çalışmada insan ömrü ve yaşlanma ile ilgili araştırmalarda önem taşıyan üç parametre (yaşam süresi, sağlıklı yaşam süresi ve çok uzun ömürlü ol-ma) üzerinde etkili olduğu görülen 10 genom bölgesi saptandı. Sonuçla-rı Nature Communications’ta yayımla-nan araştırmada belirlenen gen kü-meleri arasında demirle ilgili olanla-rın ön plana çıktığı görüldü. Bu bul-gu, kandaki demir miktarının sağlıklı düzeylerde tutulmasının sağlıklı yaş-lanma ve uzun yaşama için önem-li bir faktör olduğunu düşündürü-yor. Araştırmacılar tespit ettikleri 10 genom bölgesinin yaşlanmayla ilgi-li araştırmalar için potansiyel hedef-ler sunduğunu düşünüyor. Bulgula-rın yaşa bağlı hastalıkları azaltmaya yönelik ilaçlar geliştirilmesine, sağ-lıklı yaşam süresinin uzatılmasına ve hastalıksız olarak ileri yaşlara erişme şansının artırılmasına katkıda bu-lunması umuluyor.31
Histon proteinleri DNA’nın paketlenmesinde görev alıyor.
25
Canlı Bitkilerde
Sürdürülebilir
Biyoışıma
Bilim insanları bitkilere biyoışı-ma yapan (biyokimyasal süreçlerle ışıma yapan) mantar türü
Neonotho-panus nambi’den genler aktararak
şimdiye kadar bitkilerde elde edilen en parlak biyoışımayı sağlamayı ba-şardı. Üstelik bu biyoışıma dışarıdan herhangi bir kimyasal madde eklen-mesine gerek kalmadan bitkinin ya-şamı boyunca devam ediyor. Araş-tırmacılar mantarlarda bulunan bi-yoışımanın metabolik olarak bitki-lerde yaygın olan bazı doğal süreç-lerle benzer bir mekanizma sonu-cunda oluştuğu bulgularından yola çıktı. Elde edilen biyoışıma bilim in-sanlarının bitkilerin işleyişlerini an-lamaya yönelik gözlemlerinde fay-da sağlayabilir. Ayrıca keşfin pratik ya da estetik amaçlarla da kullanı-labileceği düşünülüyor. Bu konuda-ki en fantastik hayal ise bu yöntem-le oluşturulacak ışık yayan ağaçlarla sokakların aydınlatılması!
26
Yapay Kloroplast
Güneş Işığı Kullanarak
Karbondioksiti
Organik Moleküllere
Dönüştürüyor
Max Planck Mikrobiyoloji Ens-titüsünden bir araştırma ekibi ya-pay kloroplastlar oluşturmayı ba-şardı. Yapay kloroplastlar bir se-ra gazı olan karbondioksiti soğu-rup ışık enerjisi kullanarak orga-nik moleküllere dönüştürebiliyor. Araştırmacılar ıspanak bitkisin-den elde ettikleri tilakoidlerle (klo-roplastın içinde fotosentezin ışığa bağlı tepkimelerinin gerçekleşti-ği zarla çevrili kısmı) dokuz farklı organizmaya ait enzimleri, klorop-lastlara benzeyen mikroakışkan damlacıklar içinde bir araya geti-rerek hücre dışında çalışabilen ya-pay kloroplastlar elde etti. Araştır-macılar “sentetik kloroplast” mik-ro-damlacıklarının gelişmiş ya da doğada hiç görülmeyen fotosente-tik süreçler gerçekleştirmek üzere programlanabileceğini belirtiyor. Bu yolla küçük moleküllerin ya da
ilaçların sentezinden atmosferde-ki karbondioksiti tutmaya yaraya-cak yapay biyolojik sistemlere ka-dar çeşitli potansiyel uygulamalar tasarlanabilir.
27
Yeni İşlevler de Görebilen
Sentetik Kırmızı Kan
Hücreleri Üretildi
Bilim insanları doğal kırmızı kan hücrelerinin tüm yeteneklerine ve fazladan birkaç özelliğe daha sahip sentetik kırmızı kan hücreleri oluş-turdu. İnsanlardan alınan kırmızı kan hücrelerini bir çeşit kalıp olarak kullanarak oluşturdukları yapayhüc-D
OI: 10.1021/acsnano
.9b08714s
Planta
2 μm
Sentetik kloroplast özelliği gösteren 90-mikrometre çaplı mikroakışkan damlacıklar
T. Miller/Max Planck Institute for Terrestrial Microbiology; T. Beneyton/University Of Bordeaux
reler boyut, şekil ve yüzey proteinleri açısından doğal hücrelere benziyor ve damar modelleri içinde şekilleri-ni kaybetmeden sıkışarak ilerleyebi-liyor. Sentetik kırmızı kan hücreleri-nin model farelerin kan dolaşımın-da 48 saatten uzun süre herhangi bir toksisite göstermeden dolaşabil-diği gösterildi. Araştırmacılar yapay hücrelere hemoglobin, bir kanser ila-cı, bir toksin algılayıcı ya da manye-tik bir nanoparçacık yükleyerek bu hücrelerin çeşitli yükleri taşıma po-tansiyelini gösterdi. Yapay hücrelerin bakteriyel toksinler için bir çeşit yem olarak kullanılabileceği de gösterildi. Araştırmacılar hücrelerin kanser te-davisi ve toksinlere yönelik biyoalgı-lama gibi tıbbi uygubiyoalgı-lama potansiyel-lerini araştırmayı planlıyor.
28
Plastikleri Sindiren Enzim
Karışımı Plastik Atıklar
İçin Ümit Kaynağı
Daha önce plastik parçalayan bir enzim olan PETaz’ı genetik mühen-disliği yöntemleriyle geliştiren bilim insanları, şimdi de plastikleri altı kat daha hızlı sindirebilen bir enzim ka-rışımı hazırladı. PETaz’ın bulundu-ğu bakteride yer alan ikinci bir en-zim olan MHETaz, plastik sindirimi-ni hızlandırmak üzere PETaz’la bir araya getirildi. Araştırmacılar da-ha önce de PETaz’ı 20 kat dada-ha hız-lı PET (polietilen tetraftalat) parça-layabilecek şekilde geliştirmişti. PE-Taz ile MHEPE-Taz’ı bir karışımda basit-çe bir araya getirmek bile PET par-çalanma hızını iki katına çıkarırkenaraştırmacıların iki enzim arasın-da kurduğu fiziksel bağlantı bir çe-şit “süper enzim” oluşturarak etkin-liği fazladan üç kat daha hızlandırdı. PETaz ve yeni MHETaz-PETaz kombi-nasyonu PET’i orijinal yapıtaşlarına dönüştürdüğü için plastiklerin defa-larca yeniden kullanımına imkân ta-nıma potansiyeline sahip.
29
Kızılötesi Spektroskopide
Dev Gelişme
Tokyo Üniversitesinden araştır-macılar saniyede 80 milyon spekt-rum kaydedebilen yeni bir kızılöte-si spektroskopi yöntemi geliştirdi. Bu da mevcut tekniklerle ulaşılabi-lenin yaklaşık 100 katı bir hıza kar-şılık geliyor. Kızılötesi spektrosko-pi bir örnekteki moleküllerden ya-yılan ya da yansıyan kızılötesi ışı-ğı ölçerek örnekte hangi molekül-lerin bulunduğunu yüksek bir doğ-rulukla belirlemeyi sağlayan bir analiz yöntemi. Bir kimyasal tepki-menin aşamalarını incelemek gibi bir amaçla kullanıldığında yönte-min hızı son derece önemli bir hâle geliyor. Kızılötesi spektroskopinin çok geniş bir akademik ve endüstri-yel kullanım alanı bulunuyor. Yeni yöntemin özellikle temel bilimsel araştırmalarda yeni açılımlar sağla-yabileceği umuluyor.
30
Dünyanın
En Uzun Hayvanı
Avustralya’da
Gözlemlendi
Schmidt Okyanus Enstitüsü ta-rafından gerçekleştirilen bir de-rin deniz araştırma seferi sırasın-da aralarınsırasın-da şimdiye kasırasın-dar göz-lemlenmiş en uzun hayvan olarak kayda geçen bir sifonoforun da bu-lunduğu muhtemelen daha önce tanımlanmamış 30 yeni tür keşfe-dildi. Sifonofor tahminen 46 met-re uzunluğundaydı. Tek bir orga-nizma gibi görünse de sifonofor-lar aslında kendilerini binlerce kez klonlayarak uzun zincirler hâlinde tek bir vücut oluşturan organizma kolonileridir. Sifonoforların deniz anaları gibi avlarını felç ederek ya-kalamalarını sağlayan zehirli iğne-leri bulunuyor. Sefer sırasında ay-rıca ışıldayan Taning ahtapot ka-lamarı, uzun kuyruklu denizhıyarı ve denizlerde yaşayan çok sayıda yumuşakça, kabuklu ve ıstakoz da ilk kez Avustralya açıklarında göz-lemlendi.
33
schmidto
cean.or
g
31
Balıklar Yumurtalarını
Kuşların Yemesiyle Göç
Edebiliyor
Deneysel bir çalışmada kuşlar ta-rafından yenen balık yumurtalarının küçük de olsa bir kısmının canlı kaldı-ğı ve dolayısıyla balık yumurtalarının kuşlar tarafından taşınabildiği göste-rildi. Çok izole hâldeki göllerde bile ba-lıklara rastlanması bu balıkların orala-ra nasıl gelmiş olabileceği sorusunu gündeme getiriyor. Daha önce yapılan araştırmalarda bu tür göllerdeki balık-ların çoğunun daha az izole hâldeki bölgelerde bulunan balıklarla akraba olduğu gösterildi. Bu da buralardaki balıkların izole yerlere bir şekilde göç ettiği fikrini doğurdu. Bunun en ba-riz yolunun balıkların balık yumurlarının kuşlar tarafından yutularak ta-şınması olduğu öne sürülmüştü an-cak bu hipotez test edilmemişti. Ge-çen yıl yapılan araştırmanın sonuçları %0,2 gibi düşük bir hayatta kalma ora-nıyla (dışkıdaki yumurtalardan sağlık-lı şekilde çıkabilen yavru sayısının ba-lıklar tarafından yutulan toplam yu-murta sayısına oranı) da olsa kuşların balık yumurtalarını sindirim sistemle-rinde taşıyabildiği gösterildi.
32
Daha Düşük
Radyasyon Gerektiren
Yeni Bir
X ışını Dedektörü
Geliştirildi
Araştırmacılar medikal görün-tülemede çığır açabilecek yeni bir tür X ışını dedektörünün prototipi-ni oluşturdu. Yeprototipi-ni cihaz maruz ka-lınan radyasyon düzeyini önemli ölçüde azaltıyor. Perovskit temel-li yeni dedektör, yaygın sitemel-likon te-melli detektörlere göre 100 kat da-ha da-hassas. Ayrıca yeni dedektör X ışınlarına yanıt olarak elektrik sin-yalleri üretmek için bir dış güç kaynağına ihtiyaç duymuyor. Yük-sek hassasiyete sahip perovskit de-dektör sayesinde diş tedavilerinde ve tıpta yaygın olarak kullanılan X ışını görüntüleme sistemlerinde hastaların maruz kaldığı radyasyo-nun çok küçük bir kısmıyla görün-tü elde edilebilecek. Düşük enerjili ve yüksek çözünürlüklü dedektör-lerin güvenlik tarayıcılarında ve X ışınıyla görüntüleme yapılan araş-tırmalarda da çığır açma potansi-yeli var.33
Dünya’nın Manyetik
Kuzey Kutbu’nun Rusya’ya
İlerlemesine Bir Açıklama
Getirildi
Nature Geoscience’ta yayımlanan
bir araştırma dünyanın manyetik ku-zey kutbunun neden Kanada’dan Rusya’ya doğru kaydığı sorusuna bir açıklama getirdi. Dünyanın Manyetik Kuzey Kutbu’nun hareketi, bu hareke-tin keşfedildiği 1830’lardan bu yana bilim insanları tarafından takip edili-yor. Ancak bu hareket uzun bir süre çok yavaş seyrettikten sonra 1990’lar-dan itibaren hız kazandı. Bu hareke-tin günlük yaşamımızı etkileyen bir sonucu da var çünkü navigasyon sis-temlerinde güncellemeler yapılması-nı gerektiriyor. Araştırmacılar çekir-dek ile mantonun sınırında iki bü-yük negatif manyetik akı lobu bulun-duğunu ve çekirdekteki ergimiş me-tal akışının loblardaki manyetik akıda değişimlere neden olduğunu öne sür-dü. Araştırmacıların açıklamasına gö-re, kutbun konumu iki lobtan hangi-sinin kuvvetinin üstün geldiğine bağ-lı olarak yer değiştiriyor.
K
34
Sinek Kuşları Bizim Hayal
Bile Edemeyeceğimiz
Renkleri Görebiliyor
Bir araştırmada sinek kuşlarının bizde bulunmayan bir koni hücre-si çeşidine sahip oldukları için bizim göremediğimiz renkleri görebildikle-ri ortaya kondu. Araştırmacıların Co-lorado’daki geniş kuyruklu sinek kuş-ları (Selasphorus platycercus) üzerin-de yaptıkları üzerin-deneylerin sonuçlarına göre, bu kuşların görünür ışık tayfın-da olmayan renkleri görme kabiliye-ti bulunuyor ve bu yetenekleri çiftleş-me, beslenme ve avcılardan korunma gibi yaşamsal davranışları için çok önemli bir rol oynuyor olabilir. İnsan-lardaki gibi üç değil de dört farklı ko-ni hücresi tipine sahip oldukları için kuşların insanlardan daha iyi bir renk görüşüne sahip olduğu tahmin edili-yordu. Kuramsal olarak dört farklı ko-ni hücresi sayesinde morötesi ışık da dâhil daha geniş bir tayf aralığındaki renkleri ayırt edebilecekleri düşünü-lüyordu. Ancak kuşların gerçekte ne-yi görebileceğine ilişkin pek fazla ça-lışma yapılmamıştı.35
Amerika’da İnsan
Varlığına İlişkin
En Eski Kanıt
Meksika’daki Chiquihuite Mağa-rası’nda yapılan arkeolojik araştır-malar insanların Amerika kıtasına sanıldığından çok daha önce, günü-müzden en az 33.000 yıl önce yer-leştiğini gösterdi. Arkeologların bul-duğu 2000’e yakın taş gereç, ma-ğaranın insanlar tarafından en az 20.000 yıl kullanıldığına işaret edi-yor. 20. yüzyılın ikinci yarısında ar-keologlar arasında Amerika kıtası-na ilk gelen insanların 11.500 yıl ön-ce Sibirya’dan Alaska’ya geçen Clo-vis halkı olduğu yönünde bir uzlaş-ma oluşmuştu. Ancak bu ortak kanı 1970’lerden sonra yapılan keşifler-le sarsıldı. Chiquihuite Mağarası ka-zılarında elde edilen kemik, kömür ve tortular hem radyokarbon tarih-leme hem de optik uyarmalı lümi-nesans (OSL) teknikleriyle tarihlen-dirildi. Arkeologlar söz konusu keş-fin Amerika kıtasında aynı döneme ait başka yerlerin keşfine yönelik ça-lışmaları teşvik etmesini umuyor.
36
Dünya’nın En Büyük Kuzey
Kutbu Araştırma Seferi
Tamamlandı
Tarihteki en büyük Kuzey Kut-bu araştırma seferi geçtiğimiz ekim ayında son buldu. Bir yılı Polarsten adlı araştırma gemisiyle Kuzey Buz Denizi’nde araştırma yaparak geçi-ren bilim insanları bulutlar, atmos-fer, okyanus fiziği ve biyolojisi gi-bi konularda Kuzey Kutbu’nun ik-lim sistemini ilgilendiren çok mik-tarda veri elde etti. MOSAiC (Mul-tidisciplinary Drifting Observatory for the Study of Arctic Climate) adlı araştırma, Almanya’daki Alfred We-gener Enstitüsü liderliğinde, tüm dünyadaki araştırma merkezlerin-den yüzlerce araştırmacının iş birli-ğiyle gerçekleştirildi. Araştırma se-feri sırasında koronavirüs pande-misinden kaynaklı lojistik sorunlar da dâhil olmak üzere pek çok zor-lukla mücadele edildi. Kuzey Kut-bu’ndaki deniz buzullarının incel-mesinin ve eriincel-mesinin doğrudan gözlemlendiği araştırmada elde edilen veriler Kuzey Kutbu’nun ge-çirmekte olduğu hızlı değişimin ve nedenlerinin daha iyi anlaşılması-na yardımcı olacak. 35 Alfr ed-W egener-Institut / Steffen Gr aupner
37
Köpeklerde Başarı Elde
Edilen İmmünoterapi
Yaklaşımı İnsan Beyin
Kanserinde Denenecek
Missouri Üniversitesinden araştır-macılar köpeklerde kemik kanserine yönelik geliştirdikleri yeni bir immü-noterapi yaklaşımında başarı elde et-ti. Bu başarı yöntemin beyin kanse-ri hastası insanlarda denenebilme-si için FDA’dan onay almasına yar-dımcı oldu. ELIAS Animal Health şir-ketiyle birlikte çalışan araştırmacılar, 14 köpeğe, her bir köpeğin kanser hücrelerinden elde ettikleri kişisel-leştirilmiş kanser aşılarını uyguladı. Daha sonra da hayvanlardan aldıkla-rı beyaz kan hücrelerini laboratuvar ortamında büyüterek bağışıklık tep-kilerini güçlendirdiler ve daha sonra bunları tümörlere saldırmaları için hayvanlara tekrar enjekte ettiler. İlk sonuçlara göre, bu tedavi köpeklerin standart tedavilere göre önemli öl-çüde daha uzun yaşamasını sağladı. Yeni yöntemin standart tedaviye gö-re üstün olduğunu söylemek için er-ken ancak ELIAS hâlihazırda köpek-ler üzerinde çok daha geniş bir klinik deneme üzerinde çalışıyor.38
Robot Araştırmacı
Kendi Kendine
Kimya Deneyleri
Yapabiliyor
Liverpool Üniversitesinden araş-tırmacılar gece gündüz çalışarak kendi kendine deneyler yapabilen akıllı bir robot geliştirdi. Türünün ilk örneği olan “robot araştırma-cı” sırasıyla hangi kimya deneyleri-ni gerçekleştireceğine kendisi karar verebiliyor. İnsansı robot özellikleri taşıyan robot standart bir laboratu-varda cihazları tıpkı bir insan gibi kullanabiliyor. Nature’da kapak ko-nusu olarak yayımlanan icadın bi-zim kavrayışımızı aşan ölçek ve kar-maşıklıkta problemlerin çözümü-ne yardım edebileceği düşünülü-yor. Örneğin otonom robotlar keş-fedilmemiş engin kimyasal uzayları araştırarak temiz enerji elde etmek için malzemeler ya da yeni ilaç for-mülasyonları bulabilir. İcadın ya-yımlandığı 2020 Temmuz’u itibarıy-la robot araştırmacı yeni bir katali-zör keşfetmişti.
39
Yerfıstığı Alerjisine
Yönelik Güvenlik Tedbiri
Sağlayabilecek Bir İlaç
Onay Aldı
Çocuklarda yerfıstığı alerjisi için güvenlik tedbiri sağlayabilecek yeni bir ilaç ABD’de FDA onayı aldı. 4-17 yaş arası çocuklar için onay alan ilaç toz hâline getirilmiş yerfıstığı prote-inin standart dozlarından oluşuyor. İlaç puding ya da püre gibi atıştırma-lıklara eklenebiliyor. Hastalar iki yer-fıstığına eşdeğer dozu tolere edin-ceye kadar ilacı giderek daha büyük dozlarda alıyor. İlacın işleyiş mantığı, bağışıklık sistemine yerfıstığının teh-likeli olmadığını adım adım öğretme esasına dayanıyor. Ancak araştırma-cılar bunun yerfıstığı alerjisine yö-nelik bir tedavi olmadığı, potansiyel olarak öldürücü anaflatik bağışıklık tepkisi riskinin süreceği ve ilacı kul-lanan hastaların yerfıstığından uzak durmaya devam etmesi gerektiği ko-nusunda uyarıyor. İlacın amacı yer-fıstığına kazara maruz kalınması du-rumunda bir güvenlik tedbiri oluş-turmak.
Universit
y of Liverp
40
Parkinson
Hastalığına Yönelik
Ümit Verici Kök Hücre
Tedavisi
2020’nin belki de en çok ses ge-tiren kök hücre çalışmalarının bi-rinde, Parkinson hastalığının teda-visi için kişiye özel olarak geliştiri-len kök hücreler kullanıldı. Araştır-mada hastanın kendi olgun hücre-lerinden oluşturulan otolog iPSC adlı kök hücrelerden yararlanıldı. Bunların hastanın kendi hücrele-rinden elde edilmesi, doku reddi-ni önlemek üzere bağışıklık bas-kılayıcı ilaçlara ihtiyaç duyulma-sı ihtimalini azaltıyor. Araştırmada 69 yaşındaki bir Parkinson hastası-nın derisinden alınan hücreler ye-niden programlanarak iPCS’ler el-de edildi. Araştırmacılar laboratu-var ortamında dopaminerjik (do-pamin salgılayan) nöronların özel-liklerini kazandıracak şekilde yön-lendirdikleri iPCS’leri hastanın beynine yerleştirdi. 24 aylık bir iz-leme dönemi boyunca PET tara-malarında yeni hücrelerin işlevsel
olduğu; ayrıca hastanın motor be-lirtilerinde ve yaşam kalitesi pua-nında artış, günlük ilaç ihtiyaçla-rında ise azalma görüldü. Yönte-min güvenliliğinin ve etkililiğinin kesinleşmesi için çok daha geniş ölçekli ve kontrollü klinik dene-meler gerektiğini belirten araştır-macılar 2022 sonunda başlatmayı planladıkları büyük bir klinik de-nemeye hazırlanıyor.
41
Mitokondriyel DNA’da
Hedefli Değişiklik
Yapabilmenin İlk Kez Bir
Yolu Keşfedildi
Bilim insanları mitokondriyel DNA’da değişiklikler yapmayı sağla-yan yeni bir yöntem geliştirdi. Hücre-de enerji elHücre-de edilmesinHücre-den sorumlu organel olan mitokondri hücre çekir-değindeki genomik DNA’dan bağım-sız olarak kendine ait bir DNA’ya sa-hip. Bilim insanları, genlerde değişik-lik yapmak amacıyla şimdiden sayı-sız uygulamada kullanılan CRISPR yöntemini daha önce mitokondriyel DNA’ya uygulamayı başaramamıştı. Yeni yöntem ise bakteriyel bir toksin olan DddA’dan yola çıkılarak gelişti-rildi. Toksin bir tepkime tetikleyerek DNA’daki bir nükleotidin (DNA’nın yapıtaşı olan molekül) başka bir nük-leotide dönüşmesine neden oluyor.
Bu rastgele olduğunda hücre için ölümcül olabilecek sonuçlar doğa-biliyor. Ancak araştırmacılar bu me-kanizmayı hedefli gen değişimi yap-maya olanak tanıyan bir yönteme dö-nüştürdü. Henüz birtakım kısıtlılık-ları olsa da yöntem geliştirildiğinde mitokondriyle ilintili hastalıklara da-ir daha önce mümkün olmamış pek çok araştırma yapılmasına olanak sağlanacak.
42
WMO İklim Tahminlerine
Göre En Sıcak Beş Yılın
İçindeyiz
Dünya Meteoroloji Örgütü (WMO) tarafından yapılan iklim öngörüleri-ne göre yıllık küresel ortalama sıcak-lık, 2020-2024 aralığındaki beş yılın her birinde büyük bir ihtimalle en-düstrileşme öncesi düzeylerin en az 1 °C üstünde olacak. Bu farkın en az bir yıl 1,5 °C’yi aşma olasılığı ise %20 ve bu olasılık zamanla artıyor. 2020-2024 Antarktika Okyanusu’nun bazı kısımları hariç dünyanın her yerinde büyük ihtimalle yakın geçmişin en sı-cak beş yılı olası-cak. Yıllıktan – On Yıllı-ğa Küresel İklim Güncellemesi kapsa-mında her yıl beş yıllık iklim tahmin-leri yapılıyor. WMO genel sekreteri Petteri Taalas’a göre rapor, sıcaklık ar-tışını Paris Anlaşmasında hedeflenen limitin altında tutmanın ne kadar zor olduğunu gösteriyor. Paris Antlaşma-sı ile bu yüzyıl içinde küresel Antlaşma- sıcaklık-taki artışın endüstrileşme öncesi dü-zeylere göre 2 °C’nin altında tutulma-sı ve hatta 1,5 °C ile tutulma-sınırlı tutulmatutulma-sı hedefleniyor.
37
Dopaminerjik nöronları gösteren bir illüstrasyon
43
Yeni Biyomalzemeyle
Damar Benzeri Yapılar
Üç Boyutlu
Basılabiliyor
Uluslararası bir araştırma ekibi üç boyutlu yazıcıyla doku benzeri da-mar yapıları oluşturulmasını sağla-yan yeni bir malzeme keşfetti. Araş-tırmacılar grafen oksit ve bir protei-ni üç boyutlu olarak basmayı sağla-yan bir yöntem geliştirdi. Kullanılan protein borumsu yapılar şeklinde or-ganize olabiliyor ve damar dokusu-nun bazı özelliklerini taklit edebili-yor. Yeni biyomalzeme oluşurken söz konusu protein grafen oksitle kendi-liğinden organize oluyor. Malzeme bir üç boyutlu baskı mürekkebi ola-rak kullanılıp çözünürlüğü 10 mikro-metreye kadar inebilen ve girift geo-metrilere sahip yapılar basılabilmesi-ni sağlıyor. Araştırmacılar bu malze-meyle hücreleri de işin içine katarak damarsı yapılar oluşturulabildiğini, biyolojik olarak anlamlı kimyasal ve mekanik özellikler elde edilebildiğini de gösterdi. Araştırmanın lideri Alva-ro Mata, elde edilen sistem sayesin-de damarlaşmanın laboratuvar or-tamında oluşturulmasının mümkün olabileceğini düşünüyor.
44
Yeni Kobaltsız
Lityum-İyon Pil
Performanstan Ödün
Vermeden Maliyeti
Düşürüyor
Advanced Materials’ta
yayımla-nan bir araştırmada kobalt içerme-yen yüksek enerjili bir lityum-iyon pil üretildi. Bilim insanları on yıl-lardır yüksek enerjili pil üretimin-de kobaltı saf dışı bırakmanın yolla-rını arıyordu çünkü kobalt hem yük-sek maliyetli hem de madenciliğin-de insan haklarına ilişkin sorunlar söz konusu. Araştırma ekibi yüksek miktarda (%86) nikel içeren yeni bir katot sınıfı tanımladı. Diğer iki ana element ise manganez ve alümin-yum. Pilin daha fazla nikel içerme-si daha fazla enerji depolayabilme-si, bu da daha uzun ömürlü olma-sı anlamına geliyor. Genellikle ener-ji yoğunluğunun artması pilin ya-şam süresinin kısalmasına, kobal-tın saf dışı bırakılması ise pilin dol-ma ve boşaldol-ma hızının azaldol-masına neden oluyor. Ancak araştırmacılar metallerin optimum bir kombinas-yonunu ve iyonların homojen dağı-lımını sağlayarak bu iki sorunun üs-tesinden geldiklerini belirtiyor.
45
Aşırı Yağışlar 2018’de
Kīlauea Volkan
Patlamasını Tetiklemiş
Miami Üniversitesinden araştır-macıların yaptığı bir çalışmada aşı-rı ve sürekli yağışlaaşı-rın Hawaii’deki Kīlauea Volkanı’nın 2018’deki patla-masını tetiklediğine işaret eden bul-gular elde edildi. Araştırmacılar ye-rel yağış rejimlerinin Kīlauea Vol-kanı ve belki de başka volkanların patlama zamanlamasını ve sıklığı-nı kayda değer ölçüde etkilediğini düşünüyor. Nature’da yayımlanan araştırmada yağışa ilişkin yer temel-li ölçümler ve uydu ölçümleri birtemel-lik- birlik-te kullanılarak volkan konisi içinde-ki sıvı basıncı modellendi. Sıvı ba-sıncı yüzey altında mekanik kırıklar oluşması eğilimini doğrudan etkile-yebilen ve nihayet volkanik etkinli-ği başlatabilen bir faktör. Araştırma-nın sonuçlarına göre sıvı basıncı, volkan patlamadan önceki yaklaşık yarım yüzyıl boyunca en yüksek de-ğerinde seyretti. Bunun da volkanın altındaki magma hareketlerini hız-landırdığı düşünülüyor.Alv
ar
o Ma
ta
Damar benzeri sentetik yapının elektron mikroskobu görüntüsü
46
Asfalt Sıcak ve Güneşli
Günlerde Hava Kirliliğini
Artırıyor
Yale Üniversitesinden araştırmacı-lar asfaltın kentsel alanaraştırmacı-larda, özellik-le de sıcak ve güneşli günözellik-lerde önem-li bir hava kirönem-liönem-liği kaynağı olduğunu tespit etti. Asfalt çok geniş kullanım alanına sahip bir malzeme olmasına rağmen kentsel hava kalitesi yönetim planlarında genellikle dikkate alınmı-yor. Araştırmacılar yaygın olarak kul-lanılan yol ve çatı asfaltlarının çeşitli sıcaklık ve güneşlenme koşullarında, aralarında zararlı kirleticilerin de bu-lunduğu karmaşık organik bileşikler ürettiğini gözlemledi. Yakın zaman-larda yapılan başka araştırmalar yan-ma ile ilgili olyan-mayan çeşitli kaynakla-rın havadaki organik bileşik içeriğin-de önemli rol oynadığını gösterdi. Bu bileşikler ikincil organik aerosol-lere (SOA) dönüşebiliyor. SOA’lar ise PM2.5 olarak bilinen ve halk sağlığı üzerinde önemli etkileri olan, çapı 2,5 mikrometreden küçük hava kirletici parçacıkların oluşumunda etkili olan önemli unsurlar arasında sayılıyor.
47
3000 Yıllık Törensel Maya
Kompleksi Açık Bir Alanda
Keşfedildi
Nature’da yayımlanan bir
araş-tırmada Maya bölgesinde keşfedil-miş en eski ve en büyük anıtsal ya-pı olduğu anlaşılan, üzerinde yak-laşık 4 metre yüksekliğinde bir pi-ramit de dâhil olmak üzere bir di-zi yapı bulunan 3000 yıllık dev bir toprak platform bulundu. Araştır-macılar platformu ve platforma gi-den dokuz yolu LiDAR teknolojisi-ni kullanarak keşfetti. Lazer temel-li bu teknoloji geneltemel-likle yoğun ağaç örtüsü altında kalan yapıları “görebilmek” için kullanılıyor an-cak bu defa keşfedilen yapı aslın-da açıkta duruyordu ve en azın-dan yüzlerce yıldır fark edilmemiş-ti. Keşif, Maya bölgesinde en erken dönemde inşa edilmiş yapılardan bazılarının, bin yılı aşkın süre son-ra Klasik Maya Dönemi’nde (M.Ö. 250-900) inşa edilenlerden önemli ölçüde daha büyük olduğu yönün-deki yeni hipotezi destekleyen en son kanıt oldu.
48
Manganezle Beslenen
Bakteriler Şans Eseri
Keşfedildi
Manganezle beslenen ve bu me-tali enerji kaynağı olarak kullanabi-len bir bakteri California Institute of Technology’den araştırmacılar tara-fından keşfedildi. Bu tür mikroor-ganizmaların var olabileceği yüz yıl kadar önce öngörülmüş ancak keş-fedilebilen ya da tanımlanabilen bir tür olmamıştı. Araştırmada bu bak-terilerin manganezi kullanarak ke-mosentez adlı süreçle karbondiok-siti biyokütleye çevirebildiği de tes-pit edildi. Keşfin ilginç bir yanı, araş-tırmacılar manganezin hafif tebeşi-rimsi bir formuyla alakasız deneyler yaparken gerçekleşmiş olması. Araş-tırmanın bulguları doğada ve ya-şam alanlarında bulunan bazı man-ganez oksit birikintilerinin nedeni-ni açıklamada aydınlatıcı oldu. Ör-neğin literatürde içme suyu dağıtım şebekelerinde tıkanıklığa yol açan manganez oksit tortularına ilişkin çok sayıda kayıt bulunuyor. Pek çok bilim insanı bunların manganezi enerji kaynağı olarak kullanan bak-terilerin eseri olabileceğini düşün-müşse de bunu destekleyen bir ka-nıt bulunamamıştı.
39
Yeni keşfedilen bakterilerin oluşturduğu manganez
oksit nodülleri Hang Y
u/Caltech
Tak
eshi Inoma
49
Fotosentetik Bakteriye
Örümcek İpeği
Ürettirildi
Communications Biology’de
ya-yımlanan bir araştırmada fotosen-tetik bakteriler kullanılarak örüm-cek ipeği üretimi gerçekleştirildi. Örümcekler ipek proteinlerinden oluşan şaşırtıcı derecede dayanıklı ve hafif ağ iplikleri üretiyor. Bu ip-likler bazı faydalı malzemelerin üre-timinde kullanılabiliyor ancak her bir örümcek ancak çok küçük mik-tarda iplik üretiyor. Dolayısıyla araş-tırmada keşfedilen yöntem ile foto-sentetik biyo-fabrikalar kurularak istikrarlı şekilde örümcek ipeği üre-tilmesinin önünü açabilir. Araştır-ma ekibi genetik mühendisliği yön-temleriyle denizde yaşayan fotosen-tetik bir bakteri olan Rhodovulum
sulfidophilum’un Nephila
örümce-ğinin ağının ana bileşeni olan MaS1 proteinini üretmesini sağladı.
Rho-dovulum sulfidophilum
sürdürülebi-lir biyo-fabrikalar kurmak için ide-al özellikler taşıyor: Deniz suyunda yaşıyor, atmosferdeki karbondioksit ile azota ihtiyaç duyuyor ve güneş enerjisi kullanıyor.
50
İnsan Kök Hücrelerinden
Bütün ve İşlevsel Hâlde
Timüsler Üretildi
Francis Crick Entitüsü ve Univer-sity College London’dan araştırmacı-lar, insan kök hücreleri ve biyo-mü-hendislik ürünü bir iskele kullana-rak bağışıklık sistemindeki hayati bir organ olan timüsü laboratuvar orta-mında oluşturmayı başardı. Elde edi-len başarı, hem ileride insanlara nak-ledilebilecek yapay timüsler üretile-bilmesine yönelik hem de daha ge-nel olarak yapay organ üretimine yö-nelik önemli bir adım olarak görülü-yor. Göğüste bulunan timüs, bağışık-lık sisteminde hayati bir rol oynayan T lenfositlerin olgunlaştığı organ. Ti-müsün iyi çalışmaması ya da fetüs gelişimi sırasında oluşmaması bağı-şıklık sistemiyle ilgili çok ciddi has-talıklara neden oluyor. Farelere nak-ledilen yapay timüslerin olgun ve iş-levsel insan T lenfositlerinin oluşu-munu sağladığı gözlemlendi. Bilim insanları daha önce laboratuvar or-tamında başka organlar ya da organ kısımları da oluşturmuştu. Ancak bu çalışmada ilk defa bütün ve çalışır hâlde bir timüs üretildi. nKaynaklar 1. https://www.newscien- tist.com/article/2261156- deepminds-ai-biologist-can- decipher-secrets-of-the-machinery-of-life/ 2. https://phys.org/news/2020-02-photons-stream-electrons. html 3. https://phys.org/news/2020- 03-year-old-puzzle-quantum-breakthrough.html 4. https://phys.org/news/2020- 05-scientists-quantum-radar-prototype.html 5. https://www.sciencea- lert.com/scientists-start- assembling-the-world-s- largest-nuclear-fusion-experiment 6. https://phys.org/news/2020- 03-tropical-forests-carbon-rapidly-weakening.html 7. https://www.theguardi-an.com/us-news/2020/aug/12/ hottest-decade-climate-cri-sis-2019 8. https://www.quantamagazi- ne.org/amazing-math-bridge- extended-beyond-fermats-last-theorem-20200406/ 9. https://www.quantamaga- zine.org/graduate-student- solves-decades-old-conway-knot-problem-20200519/ 10. https://phys.org/ news/2020-01-harness-entire-spectrum-sunlight.html
Göğüste bulunan timüs, bağışıklık sisteminde hayati bir rol oynayan
11. https://www.eurekalert.org/pub_relea-ses/2020-10/gio-bth100720.php 12. https://www.sciencedaily.com/relea-ses/2020/01/200123134100.htm 13. https://msutoday.msu.edu/news/2020/ nanoparticle-chomps-away-plaques-that-cause-heart-attacks/ 14. https://thehill.com/changing-ameri- ca/sustainability/climate-change/480287- study-earths-most-biodiverse-ecosystems-face 15. https://www.nytimes.com/2020/06/01/ science/mass-extinctions-are-accelerating-scientists-report.html 16. https://www.smithsonianmag.com/ smart-news/record-breaking-lightning-bolts-spark-excitement-180975223/ 17. https://phys.org/news/2020-07-certified-sustainable-palm-oil-fields.html 18. https://www.sciencedaily.com/relea-ses/2020/08/200805124056.htm 19. https://phys.org/news/2020-08-climate-soil-erosion.html 20. https://phys.org/news/2020-09-world-wildlife-plummets-two-thirds-years.html 21. https://www.discovermagazine.com/ health/crispr-treatment-is-injected-directly-into-a-patients-body-a-first-for-gene 22. https://phys.org/news/2020-02-antibiotics-bacteria.html 23. https://phys.org/news/2020-04-physical-spurs-gene-reveals.html 24. https://phys.org/news/2020-07-blood-iron-key-ageing-gene.html 25. https://phys.org/news/2020-04-sustainable.html 26. https://www.sciencemag.org/ news/2020/05/artificial-chloroplasts-turn- sunlight-and-carbon-dioxide-organic-compounds 27. https://phys.org/news/2020-06-synthetic-red-blood-cells-mimic.html 28. https://phys.org/news/2020-09- plastic-eating-enzyme-cocktail-heralds-plastic.html 29. https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/ press/z0508_00128.html 30. https://phys.org/news/2020-04-species-exploration-abyssal-deep-sea. html 31. https://phys.org/news/2020-06-fish-migrate-ingestion-birds.html 32. https://phys.org/news/2020-04-self- powered-x-ray-detector-revolutionize-imaging.html 33. https://phys.org/news/2020-05-explanation-earth-north-magnetic-pole. html 34. https://www.sciencealert.com/ hummingbirds-can-see-colours-we-can-t-even-imagine-experiment-reveals 35. https://www.bbc.com/news/science-environment-53486868 36. https://www.scientificamerican.com/ article/curtain-falls-on-historys-biggest-arctic-expedition/ 37. https://www.usnews.com/news/ best-states/missouri/articles/2020-07-03/ mizzou-to-test-dog-bone-cancer-therapy-on-human-brain-cancer 38. https://phys.org/news/2020-07-robot-scientist-catalyst.html 39. https://www.discovermagazine.com/ health/a-new-drug-for-peanut-allergies- is-offering-hope-for-food-allergy-sufferers 40. https://www.discovermagazine.com/ health/is-the-dawn-of-the-stem-cell-revolution-finally-here 41. https://www.discovermagazine.com/ health/scientists-devise-a-method-to- edit-mitochondrial-dna-heres-how-it-works-and 42. https://public.wmo.int/en/media/ press-release/new-climate-predictions- assess-global-temperatures-coming-five-years 43. https://phys.org/news/2020-03- biomaterial-discovery-enables-d-tissue-like.html 44. https://www.eurekalert.org/pub_re-leases/2020-07/uota-ncl071520.php 45. https://phys.org/news/2020-04- excessive-triggered-klauea-volcano-eruption.html 46. https://phys.org/news/2020-09-asphalt-air-pollution-hot-sunny.html 47. https://www.nationalgeographic. com/history/2020/06/massive-ancient- maya-ceremonial-complex-discovered-hiding-plain-sight/ 48. https://phys.org/news/2020-07-bacteria-metal-diet-dirty-glassware.html 49. https://phys.org/news/2020-07-spider-silk-photosynthetic-bacteria.html 50. https://www.crick.ac.uk/ news/2020-12-11_scientists-build-whole-functioning-thymus-from-human-cells 41
