Biyolojik Devreler Hastalıkların Teşhisinde Kullanılacak

Araştırmacılar kimya bilgisi gerekmeden geliştirilebilecek DNA tabanlı sentetik biyolojik devrelerin hastalıkların teşhisinde kullanılmasını hedefliyor. Detayları haberimizde inceleyeceğiz.

A- A+

28.06.2021 tarihli yazı 4017 kez okunmuştur.

DNA Sağlık Biyolojik Devre Biyosensör DNAr Algoritma Yazılım

Sentetik DNA'dan üretilen biyolojik devreler çeşitli tıbbi uygulamaların geliştirilmesine olanak sağlıyor. DNA tabanlı devrelerin geliştirilmesi henüz başlangıç seviyesinde olsa da bu yaklaşımdan kanser çeşitlerinin teşhisi, travmatik beyin hasarı ve hemorajik şok gibi çeşitli hastalıkları tanımlamak için kullanılacak testlerin oluşturulması süreçlerinde faydalanılıyor. Bunun yanı sıra sentetik biyolojik devreler, ilaçların hasta profili özelinde kişiselleştirilerek spesifik hücrelere ulaştırılması için kullanılıyor.

► İlginizi çekebilir: DNA'ya Video Kaydedildi

DNA tabanlı devrelerde kullanılacak uygun kimyasal reaksiyonları geliştirmek için pek çok hesaplama yapılması gerekiyor. Bu kimyasal reaksiyonların geliştirilmesi DNA tabanlı biyolojik devrelerin kullanılabileceği olası hizmetlerin çeşitliliğini artırmaktadır. IEEE Design & Test dergisinde yayınlanan bir çalışma yeni geliştirilen bir bilgisayar programı ile DNA tabanlı bu devreleri tasarlamanın artık daha kolay olacağını belirtiyor.

Universida de Federal de Mato Grosso do Sul'da (UFMS) Bilgisayar Bilimleri Fakültesi profesörü olan Renan Marks ve ekibi başlangıçta çeşitli kimyasal reaksiyonları simüle etmek ve daha sonra yeni biyolojik devreler tasarlamak için kullanabilecekleri DNAr adlı bir yazılım geliştirdi. Araştırmacılar en son çalışmalarında, istedikleri devreleri daha üst düzeyde tanımlamalarına olanak sağlayan DNAr-Logic adlı bir yazılım uzantısı tasarladı. Geliştirilen bu program, mantıksal bir devreyi DNA iplikçiklerinde sentezlenebilen kimyasal reaksiyon ağlarına dönüştürmek için kullanılıyor.

► İlginizi çekebilir: Biyoelektronik Nedir? Uygulamaları Nelerdir?

Araştırmacıların geliştirdiği bu yeni yazılım uzantısı bilim insanlarının kimyasal zincir reaksiyonlarının hesaplamaları ve detayları yerine devreleri tasarlamaya daha fazla odaklanmasını sağlıyor. Marks, “Kimya bilgisine sahip olmadan ve yüzlerce reaksiyon yazmadan DNAr programı kullanılarak DNA tabanlı biyolojik devreler tasarlanabilir ve simüle edilebilir. DNAr, kimyasal reaksiyonların hesaplanmasının yükünü bilim insanlarının omzundan kaldırıyor." diyor.

Araştırmacılar geliştirdikleri yeni yazılımı bir dizi simülasyonda test etti. Renan Marks, DNAr-Logic’in 600 farklı kimyasal reaksiyonu üretebilen sentetik biyolojik devreler tasarlamak için kullanılabileceğini ve sonuçların DNA tabanlı biyolojik mantık devrelerinin kusursuz bir şekilde tasarlanıp simüle edilebileceğini gösterdiğini ifade ediyor.

Tüm bu avantajların yanında DNA tabanlı sentetik biyolojik devrelerin tam anlamıyla tıbbi uygulamalarda kullanılmasının önünde hala bazı engeller bulunuyor. Bu engellerden biri ise gevşek DNA iplikçiklerinden oluşan biyolojik devrelerin sızıntı reaksiyonlarına maruz kalabilmesidir. Sızıntı reaksiyonları, bazı iplikçiklerin yanlışlıkla çözeltideki diğer iplikçiklerle reaksiyona girmesi ve yanlış hesaplamalara neden olmasıdır. Renan Marks, sızıntı reaksiyonlarının üzerinde durulması gerektiğini belirtirken sentetik biyolojik devrelerin tıbbi uygulamaların geliştirilmesi için büyük bir potansiyele sahip olduğunu belirtiyor.

Prof. Dr. Renan Marks ve ekibi DNAr yazılımını diğer araştırmacıların faydalanabileceği yeni yeteneklerle genişletmeyi, sağlık profesyonellerinin hastalıkları daha hızlı teşhis etmelerine ve sağlık tedavilerinde daha etkili olmalarına yardımcı olabilecek algoritmalara dayalı yeni devrelerin araştırılmasını hedefliyor.

Kaynak:

► spectrum.ieee.org
► researchgate.net