2015 yılı, Türkiye kökenli bilim insanlarının uluslararası bilim dünyasında görünürlüğünün belirgin biçimde arttığı bir dönem olmuştur. Bu görünürlüğün en önemli göstergesi, Aziz Sancar’ın Nobel Kimya Ödülü’ne layık görülmesidir. Bunun yanı sıra farklı disiplinlerde çalışan birçok Türk araştırmacı da yenilikçi çalışmalarıyla dikkat çekmiştir.
İçindekiler
1. Aziz Sancar
2015 Nobel Kimya Ödülü – DNA Onarım Mekanizmaları
Aziz Sancar, Tomas Lindahl ve Paul Modrich ile birlikte, hücrelerin DNA hasarını nasıl tanıyıp onardığını moleküler düzeyde açıklayan çalışmaları nedeniyle Nobel Kimya Ödülü’nü kazanmıştır.
Bu çalışmalar üç temel DNA onarım yolunu kapsar:
- Nükleotid eksizyon onarımı (NER)
- Baz eksizyon onarımı (BER)
- Mismatch onarımı (MMR)
Sancar’ın özellikle NER mekanizmasının aydınlatılmasına yaptığı katkılar, ultraviyole (UV) hasarının giderilmesini açıklamış ve kanser biyolojisi açısından temel oluşturmuştur. Ayrıca “sirkadiyen saat” ile DNA onarım süreçleri arasındaki ilişkiye dair çalışmaları, kanser tedavisinde zamanlama (chronotherapy) kavramına katkı sağlamıştır.
2. Aydogan Ozcan
Mobil Tabanlı Biyomedikal Görüntüleme Sistemleri
Aydogan Ozcan (UCLA), akıllı telefon tabanlı taşınabilir mikroskopi sistemleri geliştirmiştir. Bu sistemler özellikle düşük kaynaklı bölgelerde tanı süreçlerini kolaylaştırmayı hedefler.
Ancak önemli bir düzeltme:
- Akıllı telefonla tek DNA zincirinin doğrudan 2 nm çözünürlükte görüntülenmesi günümüz optik sınırları nedeniyle mümkün değildir.
- Geliştirilen sistemler daha çok floresan işaretleme ve hesaplamalı görüntüleme ile biyolojik örneklerin analizine yöneliktir.
Bu teknoloji:
- Kan hücreleri, bakteriler ve bazı biyomoleküllerin tespitinde
- Uzaktan veri analizi (cloud-based diagnostics) süreçlerinde kullanılır.
3. Mete Atature
Kuantum Optiği ve Işık Gürültüsünün Bastırılması
Mete Atature (University of Cambridge), kuantum optiğinde “squeezed light” (sıkıştırılmış ışık) üretimi ve ölçümü üzerine çalışmaktadır.
Düzeltme ve netleştirme:
- “Işığın sesi” ifadesi teknik olarak doğru değildir.
- Asıl konu, kuantum gürültüsünün standart kuantum sınırının altına düşürülmesidir.
Bu çalışmalar:
- Kuantum iletişim
- Kuantum kriptografi
- Hassas ölçüm teknolojileri (ör. yerçekimsel dalga deteksiyonu)
alanlarında önem taşır.
4. Ozgur Sahin
Nemden Enerji Üretimi (Hygromorphic Energy Systems)
Ozgur Sahin, bakteriyel sporların higroskopik özelliklerinden yararlanarak mekanik enerji üretimi üzerine çalışmıştır.
Temel mekanizma:
- Bacillus subtilis sporları nem değişimine bağlı olarak genleşip büzülür.
- Bu hareket, mekanik enerjiye ve dolaylı olarak elektrik üretimine dönüştürülebilir.
Düzeltme:
- “İnsan kasından 1000 kat güçlü” ifadesi bağlamdan kopuktur; bu tür karşılaştırmalar spesifik deney koşullarına bağlıdır ve genellenemez.
5. Cengiz Ozkan & Mihrimah Ozkan
Lityum-İyon Bataryalar için Silikon Tabanlı Anotlar
Araştırmacılar, yüksek silikon içeren malzemeler kullanarak lityum-iyon pillerin kapasitesini artırmaya yönelik çalışmalar yürütmüştür.
Bilimsel çerçeve:
- Silikon, grafite kıyasla çok daha yüksek teorik kapasiteye sahiptir.
- Ancak hacim genişlemesi sorunu vardır (%300’e kadar).
Katkıları:
- Gözenekli (poröz) silikon yapılar
- Kumdan türetilmiş silikon kullanımı
Bu çalışmalar, batarya teknolojilerinde enerji yoğunluğunu artırma potansiyeli taşır.
6. Selim Hanay
Nano-Elektromekanik Sistemlerle Tek Molekül Ölçümü
Selim Hanay, nano-elektromekanik sistemler (NEMS) kullanarak tek molekül düzeyinde kütle ölçümü yapılabilen sistemler geliştirmiştir.
Prensip:
- Bir nano-kirişin rezonans frekansı, üzerine bağlanan kütleye bağlı olarak değişir.
- Frekans kayması → kütle hesaplaması
Uygulamalar:
- Proteomik analiz
- Hava kirliliği ölçümleri
- Biyosensör teknolojileri
7. Canan Dagdeviren
Giyilebilir ve Enerji Hasat Eden Biyomedikal Cihazlar
Canan Dagdeviren, piezoelektrik malzemeler kullanarak vücut hareketlerinden enerji üreten esnek elektronik cihazlar geliştirmiştir.
Düzeltme:
- “Pilsiz kalp pili” ifadesi henüz klinik uygulamada yerleşmiş bir gerçeklik değildir.
- Çalışmalar daha çok enerji hasat eden implantlar ve giyilebilir sensörler üzerinedir.
8. Alper Bozkurt
Biyo-Hibrit Sistemler ve Hayvan Tabanlı Sensör Ağları
Alper Bozkurt, hayvanlar ile elektronik sistemler arasında arayüz oluşturan teknolojiler geliştirmiştir.
Çalışma alanları:
- Böcek tabanlı robotik sistemler
- Arama-kurtarma için hayvan destekli sensör sistemleri
Bu sistemler, afet ortamlarında veri toplama kapasitesini artırmayı hedefler.
9. Ilayda Samilgil
Genç Araştırmacı – Manyetik Yöntemlerle Sıvı Analizi
Ilayda Samilgil, sıvılardaki su oranını manyetik özellikler üzerinden ölçmeye yönelik bir sistem geliştirmiştir.
Bu tür çalışmalar:
- Endüstriyel kalite kontrol
- Kimyasal analiz
alanlarında düşük maliyetli alternatifler sunabilir.
İleri Okuma
- Duggar, B.M. (1948). Aureomycin: a product of the continuing search for new antibiotics. Annals of the New York Academy of Sciences, 51(2), 177–181.
- Setlow, R.B. (1966). Cyclobutane-type pyrimidine dimers in ultraviolet-irradiated DNA. Science, 153(3734), 379–386.
- Lindahl, T. (1974). Instability and decay of the primary structure of DNA. Nature, 250, 580–585.
- Sancar, A., Rupert, C.S. (1978). Cloning of the phr gene and amplification of photolyase in Escherichia coli. Gene, 4(3), 295–308.
- Sancar, A. (1996). DNA excision repair. Annual Review of Biochemistry, 65, 43–81.
- Modrich, P. (1991). Mechanisms and biological effects of mismatch repair. Annual Review of Genetics, 25, 229–253.
- Roukes, M.L., Hanay, M.S., Dohn, S., Jensen, K., Yalçınkaya, A.D. (2012). Single-protein nanomechanical mass spectrometry in real time. Nature Nanotechnology, 7, 602–608.
- Sahin, O., Mahadevan, L., Driks, A. (2012). Physical basis for the adaptive flexibility of Bacillus spores. Journal of the Royal Society Interface, 9(74), 3156–3163.
- Ozcan, A., Mudanyali, O., Tseng, D., Oh, C., Isikman, S.O., Sencan, I. (2010). A field-portable lensfree microscope based on digital in-line holography. Lab on a Chip, 10, 1417–1428.
- Ozcan, A. (2014). Mobile phones democratize and cultivate next-generation imaging, diagnostics and measurement tools. Lab on a Chip, 14, 3187–3194.
- Atatüre, M., Englund, D., Vamivakas, N., Lee, S.Y., Wrachtrup, J. (2018). Material platforms for spin-based photonic quantum technologies. Nature Reviews Materials, 3, 38–51.
- Dagdeviren, C., Yang, B.D., Su, Y., Tran, P.L., Joe, P., Anderson, E., Xia, J., Doraiswamy, V., Dehdashti, B., Feng, X., Lu, B., Poston, R., Khalpey, Z., Ghaffari, R., Huang, Y., Slepian, M.J., Rogers, J.A. (2014). Conformal piezoelectric energy harvesting and storage from motions of the heart, lung, and diaphragm. Proceedings of the National Academy of Sciences, 111(5), 1927–1932.
- Ozkan, C.S., Ozkan, M., Liu, J., Niu, C., Cho, J. (2008). High-capacity silicon anodes for lithium-ion batteries. Nano Letters, 8(1), 227–231.
- Bozkurt, A., Gilmour, R.F., Sitti, M. (2014). Bio-hybrid systems: integrating living organisms with engineered devices. Proceedings of the IEEE, 102(5), 613–630.