Yılın Bilimsel Gelişmeleri – 2014 Top 10 Geleneksel olarak her yılın sonunda en önemli 10 bilimsel sonucu aralarında düzenledikleri bir

anketle seçen ünlü Science dergisi editörleri 2014 yılı için yaptıkları tercihin başına Avrupa Uzay

Ajansı ESA’nın Rosetta uzay aracının Kasım ayı içinde 67P/Churyumov-Gerasimenko

kuyrukluyıldızı ile tarihi buluşmasını oturttu. Science editörlerinin yine geleneksel olarak

aralarında bir sıralama yapmadığı öteki 9 tercih de, genetik, tıp, robotik, ve elektronik

alanlardakiler başta olmak üzere pek çok bilimsel başarıyı onurlandırıyor.

*DÜZELTME: Değerli okurlar, aşağıdaki “Yılın olayı – 500 milyon km uzakta buluşma” başlıklı 1 No.lu gelişmenin birinci satırında daha önce Rosetta’nın beş yılı aşan bir yolculuktan sonra hedefine ulaştığını yazmışım. Süreyi on yıl olarak düzeltiyor, okurlardan özür diliyorum.

Raşit Gürdilek

Yılın Olayı: 500 milyon km uzakta buluşma

Avrupa Uzay Ajansı ESA’ya ait Rosetta uzay aracı, kapkara bir ortam içinde on yılı aşan bir yolculuğun

sonunda yine kapkara olan hedefine, 67P/Churyumov-Gerasimenko adlı kuyruklu yıldıza ulaştı ve

taşıdığı Philae adlı sondayı, bir takım aksiliklere karşın hedefinin üzerine kondurarak değerli bilgiler elde

etmeyi başardı. Kendisini kuyrukluyıldız üzerinde sabitleyecek mekanizmaların çalışmaması nedeniyle iki

kez geri sektikten sonra bataryalarını Güneş ışığıyla şarj edemeyeceği bir yere konan Philae, 57 saat

içinde tüm görevlerini yerine getirerek kuyrukluyıldızın kabuğu, yoğunluğu atmosferi ve içerdiği gazlarla

ilgili değerli bilgileri Dünya’ya ulaştırdı. Bunlar arasında özellikle dikkat çeken biri de, kuyrukluyıldızın

buzlarındaki ağır ve hafif hidrojen izotoplarının oranının, Dünya okyanuslarındaki orandan hayli farklı

olması. Bu da, Dünya’ya suyun kuyrukluyıldızlarca taşındığı yolunda son yıllarda yaygın kabul görmeye

başlayan model için sorun yaratıyor ve tankerlik görevinin asteroidlerce yapılmış olduğu yolundaki tezleri

yeniden ön plana çıkartıyor.

Birbirlerini yöneten robotlar

Robotik alanında son yıllarda görmeye alıştıklarımız giderek daha çok insana benzeyen ya da askeri

görevler dahil ağır

ve tehlikeli işleri

üstlenenlerdi.

2014 yılının

starlarıysa,

birbirleriyle ilişki

kurarak kollektif

çalışabilenler. Bir

grup tarafından

gerçekleştirilen bir

gösteride, bozuk

para

büyüklüğünde

1000 robot bir

araya gelip

kendiliklerinden

kareler, yıldızlar

ve benzer şekiller

oluşturdu. Bir başka grupça geliştirilen mini helikopterler, birbirleriyle sürekli radyo iletişiminde

bulunarak, çarpışmadan güç manevralar gerçekleştirdiler ve gösteri uçuşları yaptılar. Bir üçüncü grubun

termitleri taklit eden robot bireyleri, birbirlerinin yaptıklarını gözleyip bir sonra atılması gereken adımı

tahmin ederek üç boyutlu basit yapılar inşa ettiler.

Devlerden kuşlara

Yıl içinde dikkatleri üzerinde toplayan bilimsel gelişmelerden biri de, bir zamanlar yeryüzünün tartışmasız

kralları olan devasa dinozorların, nesilleri tükenmeden önce kanatlanıp kuşlar olarak günümüze

ulaşmalarının mekanizmasının evrimsel biyologlarca açıklanması oldu. Bunda tüylerin ortaya çıkışı ve

kemiklerin incelmesi kadar dinozor türlerinin giderek küçülüp hafiflemelrinin de

rolü olduğu gösterildi.

Gençlik iksiri gerçek mi oluyor?

Yılın listeye giren bilimsel gelişmeleri arasında insanlığın ezelden beri rüyası olan

sürekli gençliği gerçekleştirme potansiyeli taşıyan bir tanesi de vardı. Genetik ve

biyoteknolojiler alanlarında kilometre taşı niteliği taşıyan bir çalışmada, genç bir

farenin kanından yalıtılan GDF11 adlı bir faktörün, yaşlı bir farenin kanına

nakledildiğinde kasların güçlenmesini ve beyninde yeni nöronların gelişmesini

sağladığı gözlendi. Bir başka grubun da kanın hücrelerden arınmış plazmasının da

aynı etkiyi sağladığını göstermesi üzerine, deneysel bir klinik çalışmada 18

Alzheimer hastasına gençlerden kan aşılanıyor.

Beyni taklit eden çipler

IBM ve öteki bazı bilgisayar

firmalarınca yıl içinde

gerçekleştirilen

çalışmalarda,verileri canlı beynin

yaptığına benzer biçimde işleyen

“nöromorfik” çiplerin büyük

sayılarda kullanıldığında bazı

mantık işlemlerini başarıyla

yerine getirebildikleri görüldü.

Tabii bunlar henüz 100 trilyon

sinaps bağlantısıyla birbirleriyle

haberleşen 100 milyar hücreden

oluşan insan beyniyle aşık

atabilmekten çok uzaklar.

Ancak IBM’in geliştirdiği ve

“True North” adını verdiği bir

nöromorfik çip, 5.4 milyar

transistör ve 256 milyon

sinapstan oluşuyor.

Şirket şimdi bu çiplerin çok

sayıda kullanıldığı daha karmaşık

ağlar kurmaya yönelik çalışmalar

yürütüyor.

Diyabeti tedavi edebilecek hücreler

Yumurtanın döllenmesinin ardından ilk gelişen ve

Embriyonik Kök Hücreler diye adlandırılan hücrelerin

özelliği, bunların zaman içinde farklılaşarak vücudun

her organ ve dokusunu meydana getiren hücrelere

dönüşmeleri. Biliminsanlarının bu hücreleri

laboratuarlarda çoğaltıp kullanabilme yollarını

bulmaları, hatta normal vücut hücrelerini önce

bunlara, ardından da başka hücrelere dönüştürme

teknolojisini geliştirmeleri, şimdiye kadar çare bulunamayan hastalıkların tedavisine kapıyı araladı.

Bu hastalıklardan biri de pankreasta bulunan ve kandaki şeker düzeylerini normalde tutan insulin

hormonunu salgılayan Beta hücrelerinin, vücudun kendi bağışıklık hücrelerince yokedilmeleri sonucu

ortaya çıkan Tip 1 diyabet. Ölen hücrelerin yerine laboratuarda üretilenleri koymak, hastalığı tedavi

edebilir. Yıl içinde iki araştırmacı grubu, bu hedefi yakınlaştıran çalışmalara imza attı. Gruplardan biri

hem embriyonik kök hücreleri, hem de deri hücrelerinden elde edilip dönüştürülen kök hücreleri

kullanarak bir hastaya nakil için yetecek sayıda (200 milyon) Beta hücresi elde etmeyi başardı. Ötekiyse

iki kök hücreden bir Beta hücresi üretebilmenin yolunu keşfetti. Ancak bunların tedavide kullanılması için

önce bunları vücudun doğal savunma sistemi olan bağışıklık hücrelerinden korumak gerekiyor ve bazı

üniversitelerde bu amaca yönelik çalışmalar yürütülüyor . (Bunlardan biri olan Koç Üniversitesi’nde

Mühendislik Fakültesi Biyomimetik Malzemeler, Hücre ve Doku Mühendisliği Laboratuarı’nda Dr Seda

Kızılel ve ekibince yürütülen başarılı çalışmalar içn Bkz: Kurious, Bilgi Fabrikaları, Vücut Savunmasına

Yeni Silahlar: Dosta, Düşmana Karşı)

Mağara sanatı Avrupa’nın tekelinden çıktı

Afrika’daki atalarımızın 78.000 yıl önce hematit taşları ve deve kuşu yumurtalarının kabukları üzerine

çizdikleri geometrik desenlerin bilinmesine karşın, sembolik sanat denince ilk akla gelenler, 35.000-

39.000 yıl önce başta Fransa’daki Chauvet mağarası olmak üzere Avrupa’da bazı mağaraların duvarlarını

süsleyen av ve hayvan figürleri. Her ne kadar Endonezya’nın Sulawesi Adası’ndaki Maros mağaralarında

duvara dayanan eller üzerine ağızla püskürtülen kırmızı boyayla oluşturulan çıkarmalar da sembolik

sanatın çarpıcı örneklerinden sayılsa da,

bunların 10.000 yıl öncesine ait olduğu

düşünülmekteydi. Oysa bu çıkarmaların

üzerindeki sarkıt benzeri çıkıntılardaki

radyoaktif uranyumun bozunmasına

dayalı bir teknikle yapılan yeni bir

tarihlendirme, bunların 39.900 yıl önce

yapıldığını gösterdi. Demek ki sanattan

anlayan yalnızca Avrupalılar değilmiş!

Anıları yönetmek

Beyinde anıların oluşumu, milyarlarca nöronun

rol aldığı karmaşık ve büyüleyici bir süreç.

Ancak bunların sağlamlığı ve güvenilirliği de

aynı derecede karmaşık mekanizmaların

etkisine bağlı. Anıların unutulması, hiç

olmayanların “hatırlanması”, kimilerinin biçim

değiştirmesi üzerine deyişler, atasözleri

üretilmiş.

Şimdilerdeyse bilimciler, belleğin fiziksel

oluşumu ve yönetimiyle ilgili fiziksel

mekanizmaları kavrayıp bunları manipüle

etmeyi başardılar. Geçtiğimiz yıl bazı

çalışmalarda güçlü lazer ışınları kullanılarak

beyin hücrelerinin harekete geçirilmesiyle

farelerin bazı anıları unutmalarının

sağlanabileceği ya da bazı sahte anıların

belleklerine yerlştirilebileceği gösterildi. 2014

içindeyse araştırmacılar,farelerin anılarının

duygusal içeriğinin iyiden kötüye ya da kötüden

iyiye çevrilebildiğini gösterdiler . Örneğin beynine lazer ışığı uygulanan bir erkek fare, daha önce

uğratıldığı bir şokla özdeşleştirdiği bir odayı, kendini çekici bir dişinin beklediği bir oda sanmaya başlamış.

Araştırmacılar, bu ilerlemelere karşın, örneğin travma sonrası stres bozukluğu gibi bazı sinirsel ve

psikolojik bozukluklarının anı yönetimi teknikleriyle tedavisinin henüz uzak bir hedef olduğunu

belirtiyorlar.

Yaşam için daha geniş bir alfabe

İnsanın, hücrelerimizdeki kalıtım şifresi üzerindeki bilgisi geliştikçe, bu şifreyi oluşturan birimleri

yönetebilmek yolundaki çabaları ürün vermeye başlamıştı. Çeşitli gruplar, DNA’nın çifte sarmal yapısını

oluşturan dört temel baz ya da nükleotid (yalnızca guanin [G]ile bağlanabilen sitozin [C] ve yalnızca timin

*T+ ile bağlanabilen adenin *A+) dışında doğal olmayan bazlar sentezlemişler, bunları test tüpleri içinde

DNA sarmalına bağlamışlar, hatta bunların DNA polimeraz enzimiyle kopyalanmasını sağlamışlardı.

Ancak yıl içinde California’da bir ekip, ilk kez olarak yapay X ve Y bazlarından oluşan bir çifti birbirine

bağlayarak canlı bir organizmanın (Escherichia Coli bakterisi) kalıtım şifresine eklemeyi başardı. Bu ilave

baz çifti henüz hücre çekirdeğinde herhangi bir şey kodlamıyor. Ancak,

yöntem, potansiyel olarak DNA’da kodlanan 20 temel aminoasitin

dışında doğal olmayanlarıında yapay bazlarca kodlanmasını sağlayarak

bilimcilere yeni malzemeler ve ilaç üretiminde kullanılabilecek

“ısmarlama proteinler ” geliştime olanağı sunuyor.

Mini uydular cep yakmıyor

Geçtiğimiz yıllarda ünversite

öğrencileri için bir hobi ya da eğitim

aracı olarak geliştirilen ve “KüpUydu

(CubeSat) diye adlandırılan mini

uydular, 2014’te uzay sanyiinin

gözdeleri haline geldiler. Sıradan

malzemelerle kolaylıkla yapılabilen

ve her bir yüzeyi 10 cm olan birer

kutu biçimindeki bu uydulardan yıl

içinde 75 tanesi, giderek

karmaşıklaşan görevlerle uzaya

gönderildi. Popülerleşmelerinin

temel nedenlerinin başında ucuz

maliyetleri geliyor. Fiyatları

yüzmilyonlarca dolara kadar

çıkabilen büyük uydulara kıyasla

bunların ortalama fiyatı birkaç yüz

bin doları aşmıyor. Bir başka avantaj da büyük uyduları taşıyan roketler e bunlardan da çok sayıda

yerleştirilebilmesi, ya da Uluslararası Uzay İstasyonu’ndan boşluğa bırakılabilmesi. Ayrıca, fırlatılış

sırasındaki kazalar ya da görev sırasında meydana gelen aksaklıklar, düşük maliyetleri sayesinde fazla can

yakmadığından, kısa sürede yenileri gönderilebiliyor. Küçük teleskoplarıyla aldıkları görüntülerin

çözünürlüğü birkaç metrenin altına inemese de sık aralıklarla görüntü alabilmeleri özel sektörün ilgisini

topluyor. Örneğin, bu uydulardan çok sayıda kullanan Planet Labs adlı şirket ormanların azalması,

şehirleşme, nehir yataklarının değişmesi gibi olguların gözlenmesinde kullanılabilecek veriler toplayıp

pazarlıyor. Bu uyduların gelecek modellerininse, birbirleriyle haberleşme içinde olup ekip çalışması

yapabilecek, dolayısıyla daha geniş yelpazede ve daha duyarlı veriler derleyebilecek şekilde

geliştirilmesine çalışılıyor.

Raşit Gürdilek

KAYNAKLAR:

“2014: Breakthrough of the Year”, Science, 19 Aralık 2014

ETİKETLER:

Bilim, Rosetta, Philae, kuyrukluyıldız, robot, dinozor, kuş, gençlik, çip, diyabet, mağara, sembolik

sanat,bellek, anı, DNA, nukleotid,uydu