Hastalıkların hücresel düzeyde anlaşılması, ilaç geliştirme ve biyomedikal araştırmaların en kritik aşamaları arasında yer alıyor. Bu süreçte kullanılan kriyoelektron mikroskopisi, ışık mikroskoplarına kıyasla çok daha yüksek büyütme sağlayarak moleküler yapıların incelenmesine imkan tanıyor. Berkeley Laboratuvarı ve UC Berkeley araştırmacıları, kriyoelektron mikroskopisini daha net ve verimli hale getirecek yeni bir teknoloji geliştirdi. Biohub desteğiyle ve 15 yılı aşan çalışmalar sonucunda ortaya çıkan lazer tabanlı faz plakası, standart sistemlerin görüntülemekte zorlandığı moleküllerin daha keskin biçimde incelenmesini sağlıyor.
THEIA ADI VERİLDİ
Yeni teknoloji, Thermo Fisher Scientific tarafından özel olarak üretilen ultra parlak lazerli bir mikroskopla entegre edildi ve 'Theia' adını aldı. Sistem, kriyoelektron mikroskopisinde görüntü kalitesini artırmayı ve özellikle küçük moleküllerin yapı çözümünü daha güvenilir hale getirmeyi amaçlıyor. Elde edilen daha net görüntüler, yapı çözme yazılımlarının moleküllere ait atomik modelleri daha doğru oluşturmasına yardımcı oluyor.
İLAÇ TASARIMINDA HATA PAYI AZALABİLİR
Theia’nın sağladığı yüksek görüntü netliği, hedefe yönelik ilaç tasarımı açısından önem taşıyor. Sağlık ve biyoteknoloji şirketleri, moleküler yapıların daha doğru modellenmesiyle hastalık mekanizmalarını daha ayrıntılı inceleyebilir. Bu durum, ilaç keşfi süreçlerinde hedef moleküllerin belirlenmesi ve aday bileşiklerin geliştirilmesi aşamalarında hata payını azaltabilir.
LAZER TABANLI FAZ PLAKASI KULLANILIYOR
Berkeley ekibinin geliştirdiği sistemin merkezinde lazer tabanlı faz plakası teknolojisi bulunuyor. Bu teknoloji, kriyoelektron mikroskopisinde düşük kontrastlı veya zor görüntülenen numunelerin daha belirgin hale getirilmesini sağlıyor. UC Berkeley fizik profesörü Holger Müller, Theia’yı mikroskopların 'Formula 1’i' olarak tanımladı. Müller, sistemin lazer olmadan bile standart donanımlara göre daha yüksek çözünürlük sunduğunu belirtti.
ZOR NUMUNELERDE DAHA GÜÇLÜ SONUÇ
Laboratuvar testlerinde Theia’nın performansını göstermek için mevcut sistemlerin analiz etmekte zorlandığı moleküller kullanıldı. Araştırma ekibi, kaslarda bulunan aldolaz proteini ile kanda oksijen taşıyan hemoglobin proteinini inceledi. Sistem, özellikle numune kalitesinin düşük olduğu ve görüntülemenin zorlaştığı koşullarda mevcut teknolojilere göre daha belirgin bir iyileştirme sağladı.
AR-GE SÜREÇLERİNDE VERİMLİLİK HEDEFİ
Biyomedikal araştırmalarda başarısız veya düşük kaliteli numuneler, zaman ve maliyet kayıplarına yol açabiliyor. Theia’nın zor numunelerde daha net görüntü sunabilmesi, araştırmacıların aynı örneklerden daha fazla veri elde etmesine katkı sağlayabilir. Bu da yapı biyolojisi, ilaç keşfi ve hücresel araştırmalarda deney süreçlerinin daha verimli yürütülmesine imkan tanıyabilir.
KRIYO-ET ENTEGRASYONU HEDEFLENİYOR
UC Berkeley’de kurulu bulunan sistemin, ilerleyen dönemde kriyoelektron tomografisiyle birlikte kullanılması hedefleniyor. Kriyoelektron tomografisi, moleküllerin veya hücresel yapıların farklı açılardan üç boyutlu haritalarının çıkarılmasını sağlıyor. Bu yöntem, hastanelerdeki bilgisayarlı tomografi taramalarına benzer şekilde, biyolojik yapıların doğal ortamlarında daha ayrıntılı incelenmesine imkan tanıyor.
HÜCRE İÇİNDE DOĞAL ORTAMDA İNCELEME
Araştırma ekibi, Theia’nın gelecekte molekülleri hücre içindeki doğal ortamlarında görüntülemek için kullanılabileceğini belirtiyor. Bu yaklaşım, hastalıkların hücresel düzeyde nasıl geliştiğini anlamak açısından önem taşıyor. Theia’nın kriyoelektron mikroskopisi ve tomografiyle birlikte kullanılması, ilaç endüstrisine hastalıkların temel mekanizmalarını daha ayrıntılı inceleme imkanı sunabilir. Berkeley Laboratuvarı ve Thermo Fisher Scientific iş birliğiyle geliştirilen Theia, biyomedikal görüntülemede daha net moleküler veri elde etmeye yönelik yeni bir adım olarak öne çıkıyor.
