Mühendisler Kafadanbacaklı Güçlerin Moleküler Sırlarını Açığa Çıkarıyor
Reflektinler, kalamar ve ahtapotlara renk değiştirme ve çevreleriyle uyum sağlama yeteneği veren benzersiz yapısal proteinlerdir. Bu proteinlerin; elektronik, optik ve tıp gibi çok çeşitli alanlarda yenilikler için büyük potansiyele sahip olduğu düşünülmektedir. Bilim insanları ve mucitler, atipik kimyasal bileşimleri ve ince çevresel değişikliklere karşı yüksek hassasiyetleri nedeniyle, bu biyomoleküllerin güçlerini tam olarak kullanma girişimlerinde engellenmişlerdir.
Yakın zamanda Kaliforniya Üniversitesi araştırmacıları; moleküler düzeyde bir yansıtıcı varyantın yapısını ortaya çıkardı. Proteinin hiyerarşik montajı ve optik özelliklerini mekanik olarak kontrol etmek için bir yöntem gösterdiler. Bu bulgular, yansıtıcı ailenin potansiyel olarak yararlı özelliklerinin birçoğundan yararlanmada anahtar adımlar olarak görülmektedir.
Profesör Alon Gorodetsky, “UCI’deki laboratuvarım, yeni uyarlanabilir ısı düzenleyici kumaş sınıfları ve diğer günlük teknolojiler icat etmek amacıyla, kafadan bacaklıların ışık saçan ve ışığı yansıtan güçlerini taklit etmek için uzun süredir çalışıyor.” dedi. “Bu araştırmayla, yansıtıcıların moleküler düzeyde nasıl işlediğine dair ayrıntılı bir temel anlayış geliştirmeye odaklandık.”
Gorodetsky, bilim insanlarının yansıtıcılardan etkilendiğini, çünkü diğer protein bazlı materyallere benzer şekilde; kontrol edilebilir kendi kendine montaj, uyarıcıya duyarlılık, özelleştirilebilir işlevsellik ve diğer biyolojik sistemlerle uyumluluk gibi birçok avantajlı özellik sunduğunu söyledi. Model biyomateryaller, insan hücrelerinin kırılma indisini değiştirmek ve nöral kök hücrelerin büyümesini desteklemek için yararlılıklarını da göstermiştir.
Gorodetsky ve çalışma arkadaşları, UCI’nin Henry Sameuli Mühendislik Okulu’ndaki laboratuvarlarında, bir yansıtıcı varyantı seçmek için biyoinformatik tahminler kullandılar, proteini bakterilerde ürettiler ve kararlı bir durumda tutmak için çözüm koşulları geliştirdiler. (Biyoinformatik: moleküler biyoloji ile bilgisayar teknolojisini ve bununla ilişkili veri işleme aygıtlarını bünyesinde barındıran bilimsel disiplin.)
Gorodetsky, “Sinerjik hesaplama ve deneysel yaklaşımlarımız sayesinde, yansıtıcı varyantın üç boyutlu yapısını aydınlatabildik ve böylelikle proteinin yapısal özellikleri ile içsel optik özellikler arasında doğrudan bir ilişki kurmayı başardık.” dedi. “Bu araştırma, bu protein sınıfını biyomühendislik uygulamalarında kullanmak için değerli bir kavramsal çerçeve olarak görülebilir.”
Gorodetsky, ekibinin çalışmasının; yansıtıcı bazlı materyalleri işlemek için yeni teknikler sağlayacağını ve nano ve mikro-metre ölçeklerinde proteinin özel uyarlama filmleri için yeni yollara işaret edeceğini, bunun biyofotonik ve biyoelektronik uygulamalar için faydalı olacağını söyledi. Ayrıca bu, sofistike ışık saçma yetenekleriyle polimerik malzemelerin tasarımına ilham veriyor. Bu projede kullanılan yaklaşımın, kafadanbacaklıların renk değiştirme kabiliyetini destekleyen mekanizmaları daha iyi anlamaya yardımcı olabileceğini söyledi.
Çeviri: Simge Kara
Kaynak: Mehran J. Umerani et al, Structure, self-assembly, and properties of a truncated reflectin variant, Proceedings of the National Academy of Sciences (2020). DOI: 10.1073/pnas.2009044117
/Mühendisler Kafadanbacaklı Güçlerin Moleküler Sırlarını Açığa Çıkarıyor/