Tarihte Bir İlk
Uluslararası Uzay İstasyonu’nda bu hafta sonu NASA astronotu Kate Rubins tarafından mikro yer çekimi ortamında Biyomolekül Dizilimi deneyi kapsamında ilk defa DNA dizilimi başarılı bir şekilde gerçekleştirildi. Yaşayan canlıların uzayda DNA diziliminin gerçekleştirilmesi bilim ve tıp alanlarında yepyeni kapılar açılmasına olanak sağlayacak. Bilim insanları bunu büyük bir olay olarak niteliyorlar.
DNA veya açık haliyle deoksiribonükleik asit, Yeryüzünde’ki tüm canlı hücrelerinde, hayatta kalma bilgilerini taşır. Bu bilgiler DNA içerisindeki dört baz ile tutuluyorlar. Bu bazlar adenin, guanin, stozin ve timin’dir ve A, G, C ve T harfleri ile gösterilirler. Hem sayısı hem de dizilim sıralaması, organizmaların farklılığına sebep olan şeylerdir.
Biyomolekül Dizilimi Deneyi
Biyomolekül Dizilimi araştırması, yörüngedeki bir uzay aracında DNA dizilimini gerçekleştirerek uzayda DNA diziliminin gerçekleştirilebileceğine biraz daha yaklaştığımızı gösterdi.
Uzayda DNA dizilimi sayesinde astronotlar hastalıkları teşhis edebilecekler veya Uluslararası Uzay İstasyonu içerisinde gelişen mikropların sağlık için tehdit oluşturup oluşturmadığına karar verebilecekler. Uzay merkezli bir DNA dizilim cihazı, uzun süreli görevlerde ve hatta muhtemel Mars görevlerinde astronotların sağlık takibinin yapılmasında da önemli bir role sahip. Hatta gelecekte Yer’in ötesinde keşfedilecek yeni dünyalardan elde edilecek DNA temelli yapıların incelenmesinde kullanılma potansiyeline sahip.
MinION
Uzayda, sıvı içerisinde hava baloncuğu söz konusu ise, bu hava baloncuğunun nasıl davranacağını bilemiyoruz.
Moleküler biyoloji altyapısına sahip olan Rubins Uzay İstasyonu’nda deneyi gerçekleştirirken, araştırmacılar da eş zamanlı olarak Yeryüzü’nde aynı deneyi gerçekleştirdiler. Test, uzay uçuşlarının ve özellikle de tek değişkenin mikro yer çekimi olduğu ortamın nasıl etkisi olacağını anlamak üzere gerçekleştirildi. Örneğin, yeryüzünde hazırlanan örnekler daha öncesinden DNA dizilimi yapılmış canlılardan seçildi, böylece bilim insanları deney sonucunda nasıl bir sonuç almaları gerektiğini biliyorlardı.
Sıvı İçerisindeki Baloncuklar
NASA gezegen araştırmacısı ve baş araştırmacısı Aaron Burton’a göre, sıvı içerisinde hava baloncukları oluşması da dahil olmak üzere bir takım zorluklar var. Yer’de kabarcıklar sıvı solüsyonu içerisinde yukarı doğru hareket ediyor ve santifüj ile alınabiliyor fakat uzayda baloncuklar daha az tahmin edilebilir şekilde davranıyor.
“Uzayda, eğer ki hava baloncuğu işin içine karıştıysa, nasıl davranacağını bilemiyoruz,” diyen Burton şöyle devam ediyor, “En büyük endişemiz nano gözenekleri tıkaması.”
Teknoloji sunumunda ayrıca cihazın kalkış sırasında yaşanan sarsıntılara da dayanabildiği ve mikro yer çekimi gibi mevcut katsayı dönüşümlerinin değiştiği bir ortamda sorunsuz çalışmaya devam edebildiğine de bakıldı. Buna ek olarak araştırmacılar başka etkenleri ve yörüngede oluşabilecek problemleri de incelediler.
“Bunlar sadece tanımlayabildiğimiz potansiyel sorunlar,” diyen NASA mikrobiyoloğu Sarah Castro-Wallace şöyle devam etti, “Hata gösterebilecek birçok şey, şu anda bilinmiyor.”
NEEMO’da Yapılan Deney
Bilinmeyenleri minimuma indirmek için araştırmacılar mevcut deneyi en başından itibaren, NASA’nın, Florida açıklarında denizin yaklaşık 20 metre altındaki, Aşırı Koşullar Görev Yürütme Merkezi’nde (NASA Extreme Environment Mission Operation – NEEMO) gerçekleştirdiler.
Araştırmacılar, hem mikro yer çekiminde hem de Yer’de gerçekleştirilen deneyin sonuçlarını bir araya getirdikçe sonuçlar birbiri ile oldukça uyumlu gözükmekte.
Castro-Wallace, “Sırada, örneğin alınmasından DNA diziliminin gerçekleştirilmesine kadarki tüm sürecin uzayda yapılması var.” dedi. Böylece astronotlar, yörüngede iken bilinmeyen bir mikroba ait DNA’nın çıkarılması, hazırlanması ve diziliminin gerçekleştirilmesini yapabilecekler.
Kısıtlı Kaynakların Etkin Kullanımı
Castro-Wallace, “Güvertede dizilimin gerçekleştirilebilir olması, ekibin istedikleri zaman ortamlarında ne olduğunu anlayabilmelerine olanak sağlayacak.” dedi. “Bu durum bize Yeryüzünde daha etkin önlemler alabilmemize olanak sağlayacak, ortamı acilen temizlememiz mi gerekiyor ya da antibiyotikler işe yarar mı, yaramaz mı? İstasyona şu anda da antibiyotik ve dezenfektan gönderebiliriz ama görev Yer’in yakın yörüngesinin ötesine geçtiğinde o çok kıymetli kaynaklarımızı daha etkin bir şekilde kullanmamız gerekecek.”
Buna ek olarak dizilim cihazı güvertede başka araştırmalarda da kullanılan bir araç olabilir. Örneğin, araştırmacılar onu genetik maddedeki değişimi incelemek için veya daha önceden Yeryüzü’ne dönmeyi beklemek zorunda oldukları gen ifadesini oluşturmada da kullanabilirler.
İlk DNA moleküllerinin başarılı şekilde diziliminin ardından Rubins, “Uzayda sistem biyolojine hoşgeldiniz,” dedi. Yeryüzündeki ekibe gayretlerin için teşekkür etti ve sözlerini şöyle bitirdi, “Uzayda genetik biyoloji ve sistem biyolojisinin şafağında sizlerle birlikte olmak oldukça heyecan verici.”
