Biyolojide
Gökbilim Esintisi
Büşra Kamiloğlu
B
ilinmeyeni gökbilimciler teleskop-la, biyologlar mikroskopla gözlemler. Gökbilimcilerin gözlemlerini etkileyen en büyük problem, atmosferin ışığın yönünü saptırarak görüntüyü bozmasıdır. Görün-tü bozulması problemi benzer şekilde bi-yologlar için de geçerlidir.Görüntüleri düzeltmek için gökbilim-ciler “uyarlanabilir optik” teknolojisinden yararlanıyor: İncelemek istenilen gökcis-miyle aynı doğrultuya güçlü bir lazer yer-leştiriliyor ve bu lazer aracılığıyla sanal yıldız yaratılıyor. Bu yıldızın atmosferde-ki bozunma oranı bir bilgisayar tarafın-dan hesaplanıyor ve görüntü hesaplara uy-gun olarak düzeltiliyor. Aynı doğrultudaki bir gökcismi incelendiğinde aynı düzeltme ona uygulanıyor ve daha net görüntü elde edilmiş oluyor.
Howard Hughes Medikal Enstitü-sü’nden Eric Betzig ve ekibi, gökbilimci-lerden esinlenerek benzer bir yöntemi bi-yolojik organizmalarda denemişler. An-cak gökbilimcilerin ışıktaki sapmayı
in-celemek için kullandığı sensörü, canlı bir organizmanın içine yerleştiremeyecekleri için daha farklı bir yöntem geliştirmişler. Görüntü bozukluğunun en büyük nede-ni dokuların heterojen yapıda olmasından dolayı ışığın farklı yönlerde saçılmasıdır. Bu yüzden her bir ışın tek tek inceleniyor.
Deneyde bir farenin beynine küçük flo-resan boncuklar yerleştirilmiş. Bu bon-cuklar gökbilimcilerin referans yıldızı gibi davranıyor. Küçük bir ayna, ışınları bon-cuğa gönderip yansımalarını alıyor. Bozul-ma oranı bilgisayarda hesaplanıyor ve dü-zeltmesi yapılıyor. Bu işlem her ışın için devam ediyor.
Bu yöntemin en büyük avantajı 400 mikrometre kalınlığındaki dokuların in-celenebilmesi. Diğer avantaj ise çok az ışı-ğa ihtiyaç duyulması, böylelikle işlemin verimli olması.
Gökbilimciler gözlem yaparken düzelt-me işlemini saniyede 1000 defa gerçekleş-tirmek zorunda kalıyor, çünkü yıldızlar oldukça hızlı parıldıyor. Bir farenin beyni incelenirken yapılan bir düzeltme, 1 saate yakın geçerli olabiliyor ve 100 mikromet-relik bir alana uyarlanabiliyor. (Bu alan düzinelerce nöron içeren genişlikte.) Ekip ilerleyen dönemlerde bu alanı artırma yö-nünde çalışmalar yapmayı planlıyor.
Akıllı Mikroskop
Deneyi
Kendi Yapıyor!
Özlem İkinci
A
lmanya’daki Avrupa Moleküler Biyo-loji Laboratuarı’ndaki (EMBL) bilim insanları araştırmacıların ne aradığını hız-lıca saptayan ve karmaşık mikroskop de-neylerinde otomatik olarak çalışan yeni bir yazılım geliştirdiler.Araştırmacıların saatlerce mikroskop başında oturarak özenle doğru hücreyi bul-ma çalışbul-maları geliştirilen yeni yazılım saye-sinde tarihe karışacak. Nature Method der-gisinde sunulan yeni bilgisayar programı araştırmacının ne aradığını hızlıca saptıyor ve karmaşık mikroskop deneylerinde ilginç özellikli hücreleri tespit ederek zahmetli ve zaman alan bu işi otomatik olarak yapıyor. “Mikropilot” olarak adlandırılan bu yazı-lım mikroskop tarafından alınan düşük çö-zünürlüklü görüntülerin analizini yapıyor. Araştırmacının ilgilendiği hücreyi ya da ya-pıyı tespit ettiğinde mikroskoba deneyi baş-latmak için talimat veriyor. Bu işlem yüksek çözünürlüklü video kaydetmek kadar basit ya da floresanla işaretlenmiş proteinlere la-zer ile müdahale etmek kadar karmaşık ola-biliyor ve ardından sonuçları kaydediyor.
Bu yazılım hızlı ve çok veri ürettiğin-den sistem biyolojisi çalışmaları için bir nimet olarak değerlendiriliyor. “Mikropi-lot” hücre bölünmesinin iki önemli aşa-masında 232 hücreyi saptayıp üzerlerinde karmaşık görüntü deneylerini dört
gece-Haberler
de yapabilirken deneyimli bir mikroskop uzmanının bir örnekteki binlerce hücre-den 232 hücreyi bulması için aralıksız bir ay çalışması gerektiği söyleniyor. Mikro-pilot yüksek verimlilikle, kolayca ve hız-lıca istatistiksel olarak güvenilir veriler el-de eel-derek araştırmacılara özel bir biyolojik işlemdeki yüzlerce farklı proteinin rolünü inceleme şansı veriyor.
“Karanlık
Gökyüzü” Adası
Alp Akoğlu
İ
ngiltere’nin Channel Adaları olarak bi-linen adalarından en küçüğü olan Sark, gökbilimciler için bir cennet niteliğin-de. Yaklaşık 650 kişinin yaşadığı bu adada otomobil ve sokak lambası yok. Ada sakin-leri evsakin-lerindeki ve işyersakin-lerindeki aydınlat-mayı da ışık kirliliğine yol açmayacak şe-kilde düzenlemiş durumda. Hiçbir lamba gereksiz bir alanı ya da gökyüzünü aydın-latmıyor.Sark adası bu özelliği sayesinde Ulus-lararası Karanlık Gökyüzü Birliği’nin
(In-ternational Dark-Sky Association – IDA)
31 Ocak 2011 tarihli kararıyla dünyanın ilk “Karanlık Gökyüzü Adası” ilan edildi. Adayı hâlihazırda yılda 40.000 turist ziya-ret ediyor. Uluslararası Karanlık Gökyü-zü Birliği’nin bu kararının ardından ada-nın “astroturizm” bakımından gelişeceği ve özellikle amatör gökbilimcilerin akını-na uğrayacağı tahmin ediliyor.
Anti-Lazer
Büşra Kamiloğlu
L
azerin 1960 yılındaki keşfinden 50 yıl sonra, Yale Üniversitesi’nden araştır-macılar “anti-lazer”i icat etti: Geleneksel lazerin tersine, ışığı yaymak yerine emen yeni bir tür lazer.Geleneksel lazerlerde, yarı iletken bir malzeme olan galyum arsenit kullanılır. Bu malzeme farklı dalga boyu, frekans ve yoğunluktaki ışığı tek bir fazda güçlendi-rir ve yüksek frekansta yayar.
2010 yazında Yale üniversitesinden A. Douglas Stone ve ekibi anti-lazer’in arka-sındaki kuramı açıklayan bir çalışma ya-yımladı. Anti-lazerde kullanılan malze-me, geleneksel lazerdeki gibi galyum arse-nit değil en çok bilinen yarı iletken olan si-likon olmalıydı.
Ancak Douglas’ın keşfinden bu yana ku-ramdan ibaret olan anti-lazer, henüz yapıla-mamıştı. Hui Cao ve ekibi anti-lazeri yapan ilk araştırmacılar oldu. Onların deyimiyle: “Mükemmel emici”.
Mükemmel emici’nin çalışma ilkesi, bir-biriyle karşılaşan iki ışık dalgasının, aynı faz-da olmalarınfaz-dan dolayı birbirini yok etme-sine dayanıyor. Bu da ısı açığa çıkarıyor ve bu ısı kolayca elektrik enerjisine dönüştürü-lebiliyor. Anti-lazerin kullanım ala-nı optik bilgisa-yarlardan rad-yolojiye kadar uzanıyor. Bu sayede bilgisayarlarda tran-sistör ve silikondan oluşan çiplerin yerini ışık ve elektrik enerjisi alabilir. Tıpta kan-serli hücrelerin tedavisinde kullanılan ışın tedavisi, yüzeye yakın hücrelere etki eder-ken anti-lazer uygulaması sayesinde daha derinlerde tedavi mümkün olabilir.
Mükemmel emici’nin ışığı emme oranı teoride % 99,999 olarak hesaplanmış. Uygu-lamada henüz % 99,4’e ulaşılabilmiş. Stone, bunun fikrin uygulamaya geçirilebileceğinin gösterilmesi açısından oldukça iyi bir sonuç olduğunu söylüyor ve ilerde rahatlıkla geliş-tirilebileceğine dikkat çekiyor.
Bilim ve Teknik Mart 2011
