Teknoloji
Dr. Mahir E. Ocak
08/05/2019 - 17:07

Kızılötesi Işığı Görebilen Fareler

Uluslararası bir araştırma grubu, farelerin gözlerine nanoparçacıklar (boyutları metrenin milyarda biri ölçeğinde olan parçacıklar) enjekte ederek kızılötesi ışığı algılamalarını sağladı. Çalışma ile ilgili makale Dr. Yuqian Ma ve arkadaşları tarafından Cell’de yayımlandı.

Uluslararası bir araştırma grubu, farelerin gözlerine nanoparçacıklar (boyutları metrenin milyarda biri ölçeğinde olan parçacıklar) enjekte ederek kızılötesi ışığı algılamalarını sağladı. Çalışma ile ilgili makale Dr. Yuqian Ma ve arkadaşları tarafından Cell’de yayımlandı.

Retinada (insanların gözlerindeki ağ tabaka) ışığa duyarlı pigmentler vardır. Bu pigmentler göze giren ışığı soğurduklarında sinir hücreleri aracılığıyla beynin görme merkezine sinyaller gönderilir. İnsanlarda renk algısını sağlayan üç ayrı pigment ve özellikle loş ışıkta siyah ile beyazı algılamaya yardımcı olan bir pigment vardır.

Görme algısı farklı türler arasında farklılık gösterir. Örneğin farelerde sadece iki renk pigmenti ve bir loş ışık pigmenti bulunur. Geçmişte farelere, üçüncü renk pigmenti için genler enjekte edilerek insanlara benzer bir görme algısına sahip olmalarının sağlandığı çalışmalar yapılmıştı.

Ne insanlar ne fareler ne de başka memeliler kızılötesi ışığı doğal olarak algılamaz. Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nden Prof. Dr. Xue Tian ve Massachusetts Üniversitesi’nden Prof. Dr. Gang Han, farelerin kızılötesi ışığı görebilmelerini sağlamak için kızılötesi ışığı görünür ışığa dönüştüren nanoparçacıklardan yararlanmışlar.

data-cke-saved-src=https://bilimgenc.tubitak.gov.tr/sites/default/files/fare.jpg

Kızılötesi ışıktaki fotonlar görünür ışıktaki fotonlardan daha düşük enerjilidir. Dolayısıyla çalışmada kullanılan nanoparçacıklar, yaydıkları her bir görünür ışık fotonu için birkaç kızılötesi ışık fotonu soğuruyor.

Araştırmacılar nanoparçacıkları farelerin gözlerine enjekte etmeden önce bir tür şeker molekülüyle kaplamışlar. Bu şeker molekülleri, nanoparçacıkların retinadaki ışığı algılayan hücrelerin zarlarına tutunmasını sağlıyor.

Deney sonuçları, gözlerine nanoparçacık enjekte edilen farelerin kızılötesi ışığı algıladığını gösteriyor. Örneğin yüksek miktarda kızılötesi ışığa maruz kalan farelerin gözbebekleri kısılıyor. Ayrıca kızılötesi ışığın sadece gözlerine nanoparçacık enjekte edilmiş farelerde sinir sinyallerine sebep olduğu görülüyor.

 

 

Araştırmacılar, gözlerine nanoparçacık enjekte edilmiş farelerin kızılötesi ışığın kaynağı olan cisimleri belirgin bir biçimde ayırt edip edemediklerini anlayabilmek için de deneyler yapmışlar. Testlerin birinde hayvanlar içi su dolu, çıkışı olmayan bir labirentin içine bırakılmış. Labirentteki rotaların birinin üzerindeki duvarda bir üçgen, başka bir rotanın üzerindeki duvarın üzerindeyse bir çember var. Üçgen olan duvarın altındaki suyun içine farelerin üzerine tırmanarak sudan kurtulabilecekleri bir platform yerleştirilmiş. Çember olan duvarın altındaki suyun altına ise hiçbir şey konulmamış. İlk aşamada üçgen ve çember görünür ışık ile aydınlatılarak farelerin sudan kurtulmak için altında platform bulunan üçgene doğru yüzmeyi öğrenmeleri sağlanmış. İkinci aşamada üçgen ve çember kızılötesi ışıkla aydınlatıldığında gözlerine nanoparçacık enjekte edilmiş farelerin platformu bulmakta normal farelere göre çok daha başarılı oldukları görülmüş.

Elde edilen sonuçlar, gözlerine nanoparçacık enjekte edilmiş farelerin kızılötesi ışığın kaynağı olan cisimleri net bir biçimde görebildiğini gösteriyor. Üstelik deneyler sırasında nanoparçacıkların on hafta boyunca retinadaki hücrelerin zarlarına tutunmayı başardığı ve hiçbir yan etkiye sebep olmadığı görülmüş.

Prof. Dr. Xue, aynı yöntemin insanlarda da başarılı olabileceğini düşündüğünü söylüyor. Örneğin günümüzde askeri personeller gece görüşünü artırmak için kızılötesi ışığa (ısıya) duyarlı gözlükler kullanıyor. Araştırmacıların geliştirdiği yöntem sayesinde özel gözlüklere ihtiyaç olmadan da geçici olarak askeri personelin gece görüşünü artırmak mümkün olabilir. Geliştirilen yöntemin bir diğer uygulama alanı, görünür ışığı soğurup yeniden yayan nanoparçacıklar üreterek ileri yaşlarda görme sorunları yaşayan hastaların tedavisinde kullanmak olabilir.

Teknoloji

Günümüzde farklı DNA araştırmalarında yaygın olarak kullanılan polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) nedir ve nasıl çalışır?

Tasarla ve Yap köşesinin bu etkinliğinde Arduino kartı Tinkercad internet sitesi üzerinden kodlayarak, bir robot eli hareket ettirmek için kullanacağımız flex sensor ve servo motoru nasıl kontrol edebileceğimizi öğreniyoruz.