Araştırmacılar teorilerini bakterilerini yumuşak malzemeleri gömerek test ediyor.
Kare bir kutunun içinde bir domates yetiştirirseniz kare domates elde edersiniz. Bu, hapsetmenin bir vücudun gelişme şeklini nasıl etkileyebileceğini açıkça gösteren bir deneydir.
Artık, MIT ve Yale Üniversitesi araştırmacıları, büyüyen bedenlerin hapsedilmeye nasıl tepki verdiğini açıklamak için teorik bir çerçeve geliştirdiler. Teorilerini test etmek için, MIT inşaat ve çevre mühendisliği ve makine mühendisliği doçenti Tal Cohen liderliğindeki bir araştırma ekibi, kolera bakterilerini yumuşak bir jel içinde büyüttüler ve 10.000 kat büyüdükçe genişleyen bakteri biyofilmlerinin mimarisini tek hücre çözünürlüğünde gözlemlediler.
Araştırmacılar, teknelerin ve su filtreleme sistemlerinin antibiyotik direncine ve mekanik kirlenmesine katkıda bulunabilecekleri için biyofilmlerin nasıl büyüdüğü hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyor. Ancak Cohen ve meslektaşlarının bulguları, metalik bir alaşım içinde oluşan bir çökeltiden akciğerde büyüyen bir tümöre kadar çeşitli sınırlı büyüme senaryoları için de yol gösterici olacaktır.
Büyümeye farklı bir yaklaşım
Cohen’in laboratuvarının üzerinde çalıştığı şeyin merkezinde bu uç örnek, 10.000 kat büyüyen bir bakteri biyofilmi yer alıyor. O ve öğrencileri, materyallerin sınırlarına kadar zorlandıklarında ne olduğuyla ilgileniyorlar. Bunlar aşırı yükleme, bir şok dalgası veya büyümeyle ilgili stresleri içeriyor.
Cohen, laboratuvarının büyüme kondseptine birçok kişiden farklı bir şekilde baktığını söylüyor. Çoğu insan bir gözlemle başlar. Örneğin bir ağaç görürler, nasıl büyüdüğü hakkında hipotez kurarlar ve sonra gözlemi yeniden üreten bir teori oluştururlar.
Cohen ve meslektaşları bunun yerine büyümenin temellerini inceleyerek başlıyorlar. “Bir sistemi inceliyoruz ve onu mikroskobik olarak anlamaya çalışıyoruz” diyor ve “burada büyümeyi sağlayan temel mekanizmalar nelerdir?” diye soruyoruz.Ve umarım farklı morfolojileri indükleyen fiziksel ilkeleri bulabiliriz.”
Araştırmacılar daha sonra bu ilkelere sahip bir sistemin neye dönüşebileceğini soruyorlar. Cohen, bu açık uçlu yaklaşımın teorilerini biyoloji ve fiziksel sistemlerdeki çeşitli problemlerde faydalı kıldığını söylüyor.
Bu çalışma, gelişmiş analitik, hesaplamalı ve deneysel araçları birleştirmek için bir ekip çalışması gerektiriyordu. Her ikisi de MIT doktora sonrası araştırmacıları olan baş yazarlar Jian Li ve Mrityunjay Kothari, sırasıyla hesaplama ve analitik çabalara öncülük ettiler. MIT Doktora öğrencileri Chockalingam Senthilnathan, Thomas Henzel ve Xuanhe Li teorik çabaya katkıda bulundu. Deneyler, Yale Üniversitesi’nde Yardımcı Doçent Jing Yan grubundaki bir doktora sonrası araştırmacı olan Qiuting Zhang tarafından gerçekleştirildi.
Araştırma, Deniz Araştırmaları Ofisi ve Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklendi.
Kaynak: MIT News