Tek bir proteinin görüntüsünü yakalamak. Popular Science dergisindeki bir habere göre, evet bu başarıldı. Birbirlerine zincir şeklinde bağlı amino asitlerden oluşan proteinler vücudumuzda binlerce şekilde bulunurlar. Bunun nedeni ise özel amino asit dizilimleridir. Özel amino asit dizilimleri, her proteinin benzersiz özelliklere sahip olmasını sağlar. Bu da proteinler arasında farklılıklara yol açar. Bu farklılıklar sayesinde her bir proteinin vücut içinde işleyişi de farklılık gösterir. Ancak bu proteinlerin görüntülerini elde etmek bilim insanları için hep zorlu olmuştur. Giderek gelişen teknolojinin yanı sıra yüksek enerjili görüntüleme araçları proteinlerin görüntüsünü elde edemeden onları yok ediyordu. Ortaya çıkan görüntüler ise genellikle bulanıktır ve bazı proteinler ise kristaller oluşturmadığı için fotoğraflanamıyordu. arXiv’de yayınlanan yeni bir makaleye göre grafen sayesinde ilk defa bireysel, kendi başına bir proteinin görüntüsü elde edilebildi. Bu başarı için araştırmacılar bir grafen tabaka üzerine çözelti hâlindeki protein karışımını serptiler. Sonra ise düşük enerjili holografi elektron mikroskobunu kullanıldı. Bu mikroskop protein üzerine gönderilen elektron demeti ile bir görüntü vermektedir. Bu görüntü gönderilen elektronların diğer elektron desenleri ile nasıl etkileştiğine bağlı olarak elde edilir. Araştırmacılar görüntüyü elde ederken düşük enerjili elektronların kullanılması proteini yok etmez. Bir bilgisayar vasıtasıyla, araştırmacılar protein’in esas yapısını yeniden oluşturan hologram görüntüyü elde etmiş olurlar.
Bu ilk çalışmalarında araştırmacılar kırmızı kan hücrelerinde oksijen taşıyan protein olan hemoglobini, laboratuvar deneylerin yaygın bir şekilde kullanılan bir inek proteini olan sığır serum albumini ve vücutta elektronları aktarmak için kullanılan proteinler olan sitokrom c proteinlerinin görüntülerini elde etmeyi başardılar. Aşağıda bu sitokrom c proteine ait ve yazının başındaki görselde hemoglobine ait görüntüleri bulabilirsiniz,
Sitokrom c proteini. a) Hologram elektron mikroskobu ile elde edilen görüntüler. b) Proteinin üç farklı yöneliminin yeniden oluşturulması. c) Proteinin farklı yönelimlerinin modelleri. Jean-Nicolas Longchamp et al, 2015, arXiv
Peki bu gelişme ne işe yarayabilir? Böylece araştırmacılar, proteinlerin fotoğraflarını elde ederek onların yapılarını daha iyi anlayabilirler. Bu da Alzheimer, Parkinson ve Huntington gibi hastalıklarla bağlantısı olan yanlış katlanan proteinlerde neyin yanlış gittiğinin çözülmesinde ve dolayısıyla bu hastalıklarının olası tedavilerinde yardımcı olabilir.
Gökhan Atmaca, MSc.
Takip: twitter.com/kuarkatmaca
İletişim: facebook.com/anadoluca
Referanslar:
http://www.popsci.com/here-are-first-ever-photos-individual-proteins
https://en.wikipedia.org/wiki/Protein
