Dünya dışında yaşam var mı? Bilim insanları yıllardır bu sorunun yanıtını bulabilmek için gezegenleri, gök taşlarını ve uzayın derinliklerinden gelen verileri inceliyor. Ancak olası yaşam izlerini tespit etmek, sanıldığı kadar kolay değil.

Japonya'daki Osaka Üniversitesi öncülüğünde çalışan uluslararası araştırma ekibi, bu arayışta önemli bir adım attı. Nature Communications dergisinde yayımlanan çalışmada, uzayda yaşamın kimyasal izlerini araştırmayı kolaylaştırabilecek yeni bir teknoloji geliştirildi.

Araştırmacılara göre bu yöntem, bugün kullanılan büyük ve karmaşık laboratuvar cihazlarına kıyasla önemli avantajlar sunabilir.

 

YAŞAMIN İZİNİ ELEKTRİK SİNYALLERİYLE ARAYACAKLAR

Bilim insanlarının geliştirdiği yeni yöntem, canlılığın temel yapı taşlarından olan amino asitleri incelemek için elektrik sinyallerinden yararlanıyor.

Araştırmacılar, bu moleküllerin yapısındaki küçük farklılıkların canlılığın izlerini araştırmada önemli ipuçları sağlayabileceğini belirtiyor.

Peki, bir amino asidin yapısı, yaşamın varlığı hakkında nasıl bilgi verebilir?

AMİNO ASİTLERDEKİ FARK NEDEN ÖNEMLİ?

Amino asitler, birbirinin aynadaki yansıması gibi görünen L ve D adı verilen iki farklı biçimde bulunabiliyor.

Dünya'daki canlılar, protein üretiminde büyük ölçüde L formundaki amino asitleri kullanıyor. Canlı olmayan kimyasal süreçlerde ise genellikle iki form birbirine yakın miktarlarda oluşuyor.

Bu nedenle bir numunedeki amino asitlerin hangi formda bulunduğu ve aralarındaki oran, bilim insanlarına yaşamla ilişkili kimyasal süreçler hakkında önemli ipuçları verebiliyor.

 

İKİ ALTIN TEL ARASINDAKİ ELEKTRİK AKIMI ÖLÇÜLÜYOR

Araştırmacılar, amino asitlerin farklı yapılarını ayırt edebilmek için mikroçip tabanlı bir sistem geliştirdi.

Sistemde birbirine son derece yakın yerleştirilmiş iki altın nanotel bulunuyor. Bu tellerin arasındaki çok küçük boşlukta oluşan elektrik akımı ölçülüyor.

Amino asit içeren bir sıvı örneği mikroçipe yerleştirildiğinde, moleküllerin etkisiyle elektrik akımında değişiklikler meydana geliyor. Bu değişimler, moleküllerin yapısını belirlemek için kullanılıyor.

 

YAPAY ZEKA MOLEKÜLLERİ BİRBİRİNDEN AYIRIYOR

Yeni yöntemin önemli özelliklerinden biri de yapay zeka kullanılması.

Mikroçipte oluşan elektriksel değişimler, makine öğrenimi algoritmalarıyla analiz ediliyor. Böylece amino asitlerin L veya D formunda olup olmadığı belirlenmeye çalışılıyor.

Araştırmacılar, nanometre ölçeğindeki elektriksel ölçüm teknolojisini yapay zekayla birleştirerek çok küçük miktarlardaki moleküllerin incelenmesini mümkün hale getirdi.

Osaka Üniversitesi'nden biyomühendis Takahito Ohshiro, geliştirdikleri sistemin amino asitlerin L ve D formlarını yüzde 80'in üzerinde doğrulukla ayırt edebildiğini açıkladı.

Ohshiro, bu yöntemin amino asitlerin yapısal farklılıklarını tek molekül düzeyinde belirleyebildiğini vurguladı.

Ancak araştırmacılar, sistemin daha karmaşık örneklerde kullanılabilmesi ve ölçümlerin güvenilirliğinin artırılması için çalışmaların sürdürülmesi gerektiğini belirtiyor.

Bilim insanları yeni yöntemi doğal ortamlardan alınan numunelerde de denedi.

Araştırma kapsamında Avustralya'daki Murchison gök taşından elde edilen örnekler ile Şili'deki Atacama Çölü'nden alınan toprak numuneleri incelendi.

Osaka Üniversitesi'nden nanoteknoloji uzmanı Masateru Taniguchi, yeni sistemden elde edilen sonuçların geleneksel analiz yöntemleriyle genel olarak benzerlik gösterdiğini belirtti.

Bununla birlikte bazı ölçümlerde farklılıklar da tespit edildi. Bu nedenle sistemin geliştirilmesine yönelik çalışmalar devam ediyor.

 

MEVCUT CİHAZLARDAN FARKI NE?

Amino asitlerin yapısını incelemek için kullanılan geleneksel analiz yöntemleri, büyük laboratuvar cihazlarına ve çeşitli kimyasal işlemlere ihtiyaç duyuyor.

Bu cihazların ağırlığı, kapladıkları alan ve çalışmak için ihtiyaç duydukları numune miktarı, uzay görevlerinde kullanılmalarını zorlaştırabiliyor.

Yeni geliştirilen mikroçip tabanlı sistem ise daha küçük boyutlarda tasarlanabiliyor. Ayrıca çok az miktarda numuneyle çalışabilmesi ve daha az hazırlık gerektirmesi bakımından önemli bir avantaj sunuyor.

GELECEKTE UZAY ROBOTLARINA YERLEŞTİRİLEBİLİR

Araştırmacılar, yeni teknolojinin gelecekte gezegenlerin ve uyduların yüzeyinde inceleme yapan uzay araçlarına yerleştirilebileceğini düşünüyor.

Böylece uzay robotları, topladıkları toprak ve kaya örneklerini bulundukları yerde analiz ederek yaşamla ilişkili olabilecek kimyasal izleri araştırabilecek.

Ancak sistem henüz uzay görevlerinde kullanılmaya hazır değil. Teknolojinin taşınabilir ve güvenilir bir analiz cihazına dönüştürülmesi için çalışmalar sürüyor.

 

UZAYDA YAŞAM OLDUĞUNU KANITLAYABİLİR Mİ?

Araştırma, Dünya dışında yaşam bulunduğuna ilişkin doğrudan bir kanıt sunmuyor. Çünkü amino asitlerin belirli bir formunun diğerinden fazla olması, canlılık dışında bazı kimyasal süreçlerle de açıklanabiliyor.

Bu nedenle yeni sistemin amacı, yaşamı tek başına kanıtlamak değil, canlılığa işaret edebilecek kimyasal izleri daha kolay tespit etmek.

Araştırmacılara göre geliştirilen teknolojinin uzay araçlarına uyarlanması, gelecekte diğer gezegenlerde ve uydularda yürütülen yaşam araştırmalarına önemli katkı sağlayabilir.