Bu yazı, Science Daily isimli kaynaktan birebir çevrilmiştir. Çevirmen tarafından, metin içerisinde (varsa) açıkça belirtilen kısımlar haricinde, herhangi bir ekleme, çıkarma veya değişiklik yapılmamıştır. Bu içerik, diğer tüm içeriklerimiz gibi, İçerik Kullanım İzinleri'ne tabidir.

Queen's Üniversitesi Belfast araştırmacıları, hastalıkları ve bakteriyel enfeksiyonları gösterme potansiyeline sahip oldukça yenilikçi bir enzim biyo-belirteç testi geliştirdiler. Bu testin hem vakit ve nakitten tasarruf ettireceği hem de pek çok kişinin hayatını kurtaracağı düşünülüyor.

Queen's Üniversitesine bağlı Küresel Gıda Güvenliği Enstitüsünde geliştirilen test insanlarda, hayvanlarda ve gıda ürünlerinde proteazlar olarak bilinen, hastalıkların belirteci olan enzimi tespit edebiliyor. Proteazlar, mikroorganizma büyümesinde çok önemli bir yere sahip olmakla birlikte birçok hastalığın ilerlemesine de yol açmaktadır.

Diyabetik böbrek hastalığı olan hastaların idrarında veya enfekte olmuş yara bölgelerinde proteaz seviyeleri yüksek oranda artabilmektedir. Buna benzer şekilde, ineklerin sütlerindeki proteaz artışı da bir tür meme bezi enfeksiyonu olan sığır mastitis (sığırların meme yangısı) gibi hastalıkları ortaya çıkarabilir. Gıdalarda, et ve süt ürünlerinde kontamine olmuş bakterilerin ürettiği proteazlar, yiyeceklerin tadında ekşimeye neden olabileceği gibi raf ömrünün ve kalitesinin azalmasına da neden olabilmektedir.

Piyasadaki proteaz saptama yöntemleri her zaman etkili olmayıp maliyetli ve zaman alıcıdır. Queen's Global Gıda Güvenliği Enstitüsündeki bilim insanları, süt ve idrarda hassas, hızlı ve düşük maliyetli proteaz tespitiyle sonuçlanan bir nanosensör geliştirdiler. Queen's Üniversitesi araştırmacısı ve önde gelen dergilerden Nano Research’de yayımlanan çalışmanın ortak yazarı Dr. Claire McVey bunu şöyle açıklıyor:

Testin üretimi oldukça ucuz. Ayrıca, kullanımı laboratuvar şartlarına bağlı olmadığından her yerde uygulanabilir. Laboratuvar ortamında test yapma ihtiyacını ortadan kaldırmak insan yaşamını değiştirecektir çünkü uygun maliyetli olmasının yanı sıra, daha hızlı bir şekilde tanı koyabilmek anlamına da gelmektedir.

Proteaz Nanosensörü Nasıl İşliyor?

Altın nanopartiküller, canlı bir mavi renk oluşumuyla gözlenebilen, tetrametilbenzidinin (TMB) oksidasyonunu hızlandırma kabiliyetleri ile bilinmektedirler. Bu temel reaksiyondan hareketle Queen's Üniversitesi araştırmacıları tarafından altın nano-parçacıklar kullanılarak geliştirilen nanosensör, proteazların varlığını gözle görülür renk değişim reaksiyonu vasıtasıyla belirleyebiliyor.

Proteazlar ortamda bulunduğunda koruyucu kazein bariyerini yiyerek altın nanoparçacıkların yüzeyini açığa çıkarırlar.
Proteazlar ortamda bulunduğunda koruyucu kazein bariyerini yiyerek altın nanoparçacıkların yüzeyini açığa çıkarırlar.
Queen's University Belfast

Kazein (sütte bulunan bir molekül) altın nanoparçacıklara ilave edildiğinde, koruyucu bir yüzey bariyeri görevi görerek nanoparçacıkları çevreler. TMB (tetrametilbenzidinin) eklendiğinde kazein, oksidasyon reaksiyonunu önler ve bunun sonucunda hiçbir renk değişimi olmaz veya belli belirsiz bir renk değişikliği gözlemlenir. Eğer ortamda proteazlar var ise bunlar, koruyucu kazein bariyerini yiyerek altın nanoparçacıkların yüzeyini açığa çıkarırlar. O anda TMB ortama eklendiğinde, proteazlar kazeini ortadan kaldırmış olurlar ve böylelikle oksidasyonun gerçekleşmesiyle renkte hızlı bir değişime sebep olurlar. Araştırmanın yönetici akademisyeni Dr. Cuong Cao durumu şöyle değerlendiriyor:

Kazein kaplı altın nanoparçacıklara TMB eklediğimizde, çözeltinin maviye dönüp dönmediğine bakarak proteaz olup olmadığını anında söyleyebilmekteyiz. Normalde bu test çok daha uzun sürmektedir.

Bu yaklaşımla, proteazlar 90 dakika içerisinde karmaşık ve pahalı laboratuvar ekipmanları olmadan kolaylıkla belirlenebilmektedir. Buna ek olarak, nanosensörü yapmak için gerekli bileşenlere ulaşmak oldukça kolay ve düşük maliyetlidir. Altın nanoparçacıklar, depolama gereklilikleri konusunda çok az kısıtlamayla, sağlam ve ucuz madde olarak bol miktarda üretilebilmektedir.

Geliştirilen bu yeni çalışma, Queen’s araştırmacıları tarafından süt ve idrar üzerinde test edilmesine rağmen başka birçok çalışmaya da uyarlanabilmektedir. Dr. Cao şöyle açıklıyor:

Yüzey kaplanması için kazeinden başka moleküllerin kullanılması diğer enzim biyo-belirteci türlerini saptamak anlamına da gelmektedir. Örneğin, yağ asitleri ile kaplı nanoparçacıklar, pankreas iltihabı gibi hastalıkların teşhisinde lipaz enzimini ortaya çıkarabilir. Bu testin tam olarak geçerliliğinin onaylanmasının ardından, bir dizi başka hastalık veya kontamine olmuş yiyecekleri tespit etmek için uygulamayı nasıl genişletebileceğimizi de araştırmak istiyoruz. Bu yeni yaklaşım, bakım aşamasında enzim biyo-belirteçlerinin tanımlanmasını sağlayacaktır. Enzim biyo-belirteçlerinin tespit edilip tanılanma tarzını değiştirerek sadece gıda güvenliği üzerinde değil, hayvanlar ve insanlar arasında enzimle ilgili hastalıkların teşhisi üzerinde de bir etki yaratabilir. Bu yüzden bu test için potansiyel faaliyet alanı oldukça büyük.

Global Gıda Güvenliği Enstitüsü kurucusu ve çalışmanın ortak araştırmacısı Profesör Elliott ise şöyle söylüyor:  

Hastalığı veya kontaminasyonu hızlı bir şekilde teşhis edebilme yeteneğinin ciddi sorunların nasıl ele alınabileceği üzerinde çok büyük bir etkisi olabilir. Sistemin oldukça düşük bütçeyle kurulması, test maliyetini düşürmeye yardımcı olarak gelişmekte olan ülkelerde yapılan test miktarını değiştirebilir. 


Kaynaklar ve İleri Okuma
  • Çeviri Kaynağı: Science Daily
  • Claire McVey, et al. (2019). Unusual Switchable Peroxidase-Mimicking Nanozyme For The Determination Of Proteolytic Biomarker. Nano Research, sf:1-8.
  • Science Daily. New Test To Detect Disease And Infection. (2019, Şubat 16). Alındığı Tarih: 16 Şubat 2019. Alındığı Yer: Science Daily

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Öğrenmeye Devam Edin!
Evrim Ağacı %100 okur destekli bir bilim platformudur. Maddi destekte bulunarak Türkiye'de modern bilimin gelişmesine güç katmak ister misiniz?
Destek Ol
Gizle

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
Geri Bildirim Gönder