BiyolojiFizikTıp

Terahertz Radyasyonu Canlı Hücrelerin Protein Yapısını Bozabilir

Çeviren: Mert Günçiner         Düzenleyen: Nergiz Kaşka

Bilim insanlarının yeni keşfine göre, bilinenin aksine terahertz radyasyonu canlı hücreleri öldürmeden onların protein yapısını bozabilir. Bu sayede kanser tedavisinde kullanılabilirler.

RIKEN Center for Advanced Photonics kurumundan araştırmacılar tarafından keşfedilen bulguya göre, bilinenin aksine terahertz radyasyonu canlı hücreleri öldürmeden onların protein yapısını bozabilir. Uzun zamandır işlevsiz kabul edilen terahertz radyasyonu bu yeni bulgular ışığında hücre işlevlerini değiştirmede yani kanser tedavisinde kullanılabilir. Fakat bu radyasyonu kullanmadan önce alınması gereken bazı önlemler var. Terahertz radyasyonu elektromanyetik tayfta mikrodalga ve kızılötesi dalga boyları arasında sınırlı bir bölümde yer alır. Günümüz teknolojisinin bu radyasyonu verimli kullanamamasından dolayı tayftaki bu aralık aynı zamanda ‘’terahertz boşluğu’’ olarak da adlandırılır. Terahertz radyasyonunun geçişi sıvılar tarafından engellenir ve X ışınlarının aksine DNA’ya zarar vermezler. Terahertz radyasyonları bu özelliklerinden dolayı da iyonize olmayan radyasyonlar sınıfındadır. Bu yapılarından dolayı havalimanlarında bagaj kontrol cihazlarında kullanılırlar. Uzun zamandır zararsız bir yapıları olduğu zannedilmesine rağmen yakın zamanda yapılmış bazı çalışmalar bu radyasyonun vücut dokularını delip geçmesi pek olası olmasa da DNA’ya doğrudan bir etkisi olabileceğini gösteriyor. Bu yüzden cildimizin yüzeyindeki deri hücreleri ateş hattında duruyor gibi gözüküyor.

Akıllarda kalan bir diğer soru ise enerji dalgaları biçiminde yayılan terahertz radyasyonunun durdurulduğu vakit biyolojik dokuları etkilemeye devam edip etmeyeceği. Başka bir araştırma grubunun keşfine göre ışıktan gelen enerji suya bir şok dalgası şeklinde girebilir. Bilim insanları şimdi bu etkinin terahertz ışığının insan dokusuna etkisiyle benzerliğini araştırıyorlar.

Bu araştırmayı canlı hücre yapısının korunmasında önemli bir rol oynayan aktin proteini ile yürütüyorlar. (G)-aktin ve (F)-aktin olarak bilinen bu proteinin iki ayrı yapısının hücredeki görevleri ve yapıları birbirlerinden farklı. (F)-aktin çoğuz (polimer) zincirlerle birbirine bağlanmış proteinlerden oluşan uzun bir telcik (filament) yapısına sahiptir. Floresan mikroskopu kullanılarak terahertz radyasyonunun zincir yapılarının artışına etkisinin gözlemlendiği sulu aktin çözeltisinde yapılan incelemeler telcik yapılarının azaldığını gösterdi. Başka bir deyişle, terahertz ışığı bir şekilde (G)-aktinin zincir yapıları oluşturup daha sonra (F)-aktin oluşturmasına engel oluyordu. Bunun sebebinin sıcaklık artışı olabileceği düşünülse de bu artışın 1,4 °C olması bu olayı açıklamada yetersiz kalıyor. Araştırmacılara göre bu muhtemelen şok etkisi sebebiyle oluştu. Canlı hücreler üzerinde yapılan ileri çalışmalar çözeltide görüldüğü gibi bu hücrelerde de aktin telciklerinin oluşumunun engellendiğini gösterdi. Buna rağmen yine de bu radyasyonun hücre ölümüne sebep olmadığı gözlemlendi.

Floresan mikroskobu altında alınan görüntüler. Sağdaki resimde herhangi bir radyasyona maruz kalmamış çözelti içerisindeki telcikler (filamentler) bulunuyor. Soldaki resimde ise terahertz radyasyonu uygulanmış bir çözelti içerisindeki telcikler yer alıyor. (Kaynak: Yamazaki ve ark., 2020)

Bu konu hakkındaki ilk çalışmayı Scientific Reports dergisinde yayımlayan kişi olan Shota Yamazaki şöyle açıklıyor:

‘’Terahertz radyasyonunun hücreleri öldürmeden içlerindeki proteinlerin yapısını değiştirebildiğini gözlemlemek çok ilginç. Bu çalışmalar kanser gibi hastalıkların tedavisinde önemli bir rol oynayabilir.’’

Araştırma grubunda liderlik yapan Chiko Otani ise şunları söyledi:

‘’Bugün terahertz radyasyonu birçok alanda kullanılmaya başlanıyor. Aynı zamanda hem risklere çözüm üretebilmek hem de kendisini daha verimli bir şekilde kullanabilmek için terahertz radyasyonunun biyolojik dokulara olan etkisini tam anlamıyla kavrayabilmemiz önemli.’’

Haber Metni
https://phys.org/news/2020-06-terahertz-disrupt-proteins-cells.html
Referanslar
Yamazaki ve ark., 2020. Propagation of THz irradiation energy through aqueous layers: Demolition of actin filaments in living cells. Sci. Rep.

Mert Günçiner

İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Elektrik Elektronik Mühendisliği öğrencisi, bilimsever.

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu