Yapılan yeni bir çalışmaya göre, bilginin vücudumuzdaki hücreler içerisinde seyahat etme şekli, bir bilgisayar çipinin içerisindeki tel şebekesinden farklı değil.
İngiltere’deki Edinburgh Üniversitesi’nde çalışan araştırmacılar, kalsiyum iyonlarının oluşturduğu bir ağ ile hücreler arasında mesaj taşındığını keşfetmiş ve bu ağın karmaşık işleyişlerini ortaya çıkarmışlar. Araştırmacılara göre “hücre çapındaki bu ağ”, mikroskobik bir rehber ağı kullanarak nano ölçekli uzaklıklarda bilgi iletiyor ve hücrelerin yerine getireceği faaliyet ile talimatları (ör. kasları gevşetmek veya sıkmak gibi) taşıyor.
Kalsiyum iyonları (Ca2+), hücrelerimizdeki mesajlaşma sisteminin temel bir bölümünü oluşturuyor ve bu iyonların sinyalleri; içlerinde hücre büyümesi, ölümü ve hareketinin de bulunduğu geniş yelpazeli işler için çok büyük önem taşıyor. Şimdiyse araştırmacılar, kalsiyum iyonlarının hücre içerisinde tam olarak nasıl mesaj alıp gönderdiklerine yakından bakmışlar.
Ders kitaplarından hatırlayabileceğiniz üzere hayvan hücreleri, organel adı verilen çeşitli yapıların içerisinde yüzdüğü ve bunların, sitozol olarak bilinen jel benzeri bir yapıda durduğu torbalara benziyor.
Bu dahili hücre bileşenleri, hep beraber sitoplazmayı meydana getiriyor; ancak şimdiye kadar kalsiyum iyonlarının, hücrelere yapmaları gereken şeyi söylemek için sitoplazma üzerinden sinyal gönderdiği düşünülüyordu. Fakat artık, bu iyonların daha yapılandırılmış şekilde iletişim kurduğu görünüyor.
Araştırmacılar, kalsiyum iyonlarının kendilerine ait “tel şebeke” ağı olduğunu keşfetmişler: Nanorota adı verilen bu şeyler, hücrenin merkezindeki çekirdeğe kadar seyahat ediyor ve daha sonra hangi genlerin serbest bırakılıp, ifade edileceğini kontrol ediyorlar.
Bu tel ağı, statik de değil; hücrenin davranışı değiştikçe, bu nanorotalar da ona göre yeniden düzenleniyor.
Araştırmacılardan biri olan hücre ecza uzmanı Mark Evans, şöyle söylüyor: “En çarpıcı şey de, bu devrenin büyük oranda esnek olması. Hücre çapındaki bu ağ, çekirdekten alınan veya aktarılan bilgiyle belirlenen farklı çıktılar iletmek üzere hızla yeniden düzenlenebiliyor.”
Takım, bu olguyu yakından incelemek için fare hücreleri kullanmış ve bu nanorotaların nasıl çalıştığını kesin olarak ortaya çıkarmak için de elektron mikroskobu kullanmış.
Araştırmacılar, kalsiyum iyonu taşıyan bu nanorota dizilerinin, bilgisayarlardaki mikroişlemcilerde kullanılan karbon nanotüplere benzer şekilde çalıştıklarını açıklıyorlar; fakat hücreler onlardan daha gelişmiş görünüyor.
Araştırmacılar, yayınlanan makalede şöyle açıklıyor: “Bu devre, değiştirilemeyen bir yapıya sahip değil ve hücre çoğalması sırasında meydana gelen farklı çıktılar için şeklini değiştiriyor”
“İnsan yapımı mikroişlemciler veya devre kartları, henüz böyle bir şey başarmış değil” diye ekliyor Evans.
Takıma göre, hücrelerin talimatları nasıl işlediğine yönelik daha fazla şey bilmek; yüksek akciğer tansiyonu ve hatta kanserin büyümesinin de dahil olduğu her türlü sağlık sorununun tedavisi için yeni bilgiler sunabilir.
Sıradaki adım; hücreler farklı genler ifade etmeleri için programlanırken, kalsiyum iyonlarının nasıl kod biçiminde çalıştığını anlamak olacak. Ardından ise, belki de gelecekte bu süreçten faydalanmaya başlayabileceğiz.
Araştırma, Nature Communications bülteninde yayınlandı.
ScienceAlert
