Nobel Fizik Ödülü iPod’un İçinde!

Keşfettikleri etkiyle manyetik depolama aygıtlarının büyük ölçüde küçülmesini sağlayan -ve bu şekilde cebimize atıverdiğimiz taşınabilir bellekler ya da minicik mp3 çalarları  yaşamımızın bir parçası haline dolaylı olarak getiren- iki araştırmacı, 2007 Nobel Fizik Ödülü’nün sahipleri. Paris-Sud Üniversitesi’nden Albert Fert ve Almanya’daki Jülich Araştırma Merkezi’nden Peter Grünberg’in birbirlerinden bağımsız olarak keşfettikleri ve “dev manyetik direnç” (giant magnetoresistance - GMR) olarak adlandırılan etki, nanoteknoloji ve spintronik alanlarındaki ilk önemli uygulamalarda kendini göstermiş bulunuyor.

GMR’nin temelinde, bir manyetik alan oluşturarak yukarı ya da aşağı doğru hizalanabilen elektron spinleri yatıyor. (Spin, elektronun, ekseni çevresinde kazandığı açısal momentumu sağlayan özelliği.) Bir elektron, elektronları benzer biçimde hizalanmış bir malzemeden rahatlıkla geçerken, elektronları ters yöne hizalanmış bir malzemeden geçtiği sırada dirençle karşılaşır. Fert ve Grünberg’in ancak onlarca nanometreyle ifade edilebilecek kalınlıktaki tabakalarla (manyetik olan ve olmayan) ortaya koydukları direnç etkisiyse, daha önce tanık olunanlardan çok daha büyük. Keşfin en bilinen sonuçlarından biri, çok küçük manyetik alanlara bile son derece duyarlı aygıtların üretimi. Ancak tek uygulama bilgi depolanmasında değil. Keşifle, elektronik aygıtlarda elektronların yükü kadar spinlerinden de yararlanma üzerine odaklanan “spintronik” alanında da yeni kapılar aralanıyor. Bu şekilde, sözgelimi rastgele erişimli belleğin (random-access memory - RAM) güç girdisi olmadan bile kararlı halde kalması, yani veri güvenliğinin sağlanması, bilgisayarların çok daha hızlı açılabilmesi, fiber optik sistemlerle geleneksel yarıiletkenlerin birbiriyle ‘konuşabileceği’ yeni yollar bulunması  bekleniyor.

Kimyacıya Doğum Günü Armağanı

2007 Nobel Kimya Ödülü, yaşamını katı yüzeyler üzerindeki kimyasal süreçlerin araştırılmasına adamış  bir emekli Alman kimyacıya verildi.

Almanya’da temel araştırma laboratuvarlarını yöneten Max Planck Derneği’nin Berlin’deki Fritz-Haber Enstitüsü’nün yöneticiliğinden üç yıl önce emekli olan Gerhard Ertl’e, bilim dünyasının en büyük ödülünü kazandığı haberi, 71. doğumgününde verildi. Ertl’e Nobel Ödülü’nü getiren, elektronik devriminin üzerine oturduğu yarıiletken endüstrisi ile birden önem kazanan yüzey kimyasına getirdiği yaklaşım. Ertl, kullanılan mevcut tekniklerin yeni koşullara uyarlanması ya da birlikte kullanılması yöntemlerini araştırarak moleküllerin bir yüzey üzerindeki davranışlarının bütüncül bir resmini çıkardı.

Ertl, 2007 yılında Nobel Ödülü’ne layık görülen ikinci Alman biliminsanı. Daha önce açıklanan Nobel Fizik Ödülü’nü paylaşan iki kişiden biri de Almanya’daki Jülich Araştırma Merkezi’nden Peter Grünberg’di.

Hücre Tamircilerine Nobel

Organizmaların kalıtım şifresinden belli genlerin etkisizleştirilmesiyle ortaya çıkan sonuçlardan, o genlerin işlevlerinin tanınmasını sağlayan tekniği geliştiren üç biyolog, 2007 Nobel Tıp ya da Fizyoloji Ödülü’nü paylaştı.

Utah Üniversitesi’nden (ABD) Mario Capecchi, Cardiff Üniversitesi’nden (İngiltere) Martin Evans ve Kuzey Carolina Üniversitesi’nden (ABD) Oliver Smithies, geliştirdikleri “knock-out”(gen eksiltim)  teknolojisiyle, binlerce değişik gen eksiltimli fare türünün üretilmesini sağladılar. Bu türlerden 500 kadarı, kanser, kalp-damar hastalıkları, sinir sistemi hasarları gibi tedavisi güç insan hastalıklarının tedavi yöntemlerinin geliştirilmesine yönelik deneylerde kullanılıyor.

Teknoloji, homolog rekombinasyon (organizmaların kendi bedenlerine ait parçaların bir başka biçimde yeniden birleşmesi) denen ve hücrelerin kendi kendilerini onarmak için yararlandıkları düşünülen doğal bir sürece dayalı. Üzerlerinde DNA şifrelerini taşıyan kromozomlar, biri anneden, biri de babadan olmak üzere çiftler halinde bulunurlar. Kromozom üzerinde sarılı bulunan, sarmal (dönen merdiven) biçimli DNA iplikçikleri üzerinde özelleşmiş belli bölgeler, organizmaların özellikleri ve yaşamsal işlevlerinden sorumlu proteinleri kodlayan “gen”ler halinde organize olmuşlardır. Yaşamımız için gerekli temel işlevlerin yerine getirilmesinden tutun, saç, göz rengi, boy gibi özelliklerimizi ya da bazı hastalıklara olan eğilimimizi bu genler belirler. Kromozomlardan birinin çeşitli nedenlerle hasar görmesi durumunda o kromozomla eşi, DNA parçaları değiştokuşu yaparak (homolog rekombinasyon) hasarı onarmaya çalışırlar. Capecchi ve Smithies, belli biçimde dizilmiş yapay DNA dizgelerinin fare DNA’sında homolog rekombinasyon sürecine katılabildiğini keşfederek bu yolla belli genlerin işlevlerine müdahale edilebileceğini gösterdiler. Evans’ın katkısıysa, embriyolara genleri değiştirilmiş kök hücreler aşılayarak, etkisizleştirilmiş genlerin kalıtım yoluyla yeni kuşaklara aktarılmasını sağlamak biçiminde gerçekleşti.

Bu teknoloji daha sonra başka araştırmacılarca da geliştirilerek “şartlandırılmış mutant” fare soylarının üretilebilmesi sağlandı. Örneğin, Harvard Üniversitesi Tıp Fakültesi’nden Klaus Rajevsky’nin geliştirdiği Cre-lox adlı bir sistemle, hedeflenen genin fare yavrusunun doğumundan belli bir süre sonra “kapatılabilmesi” mümkün olabiliyor. Bu önemli; çünkü genlerin yüzde 15’i, embriyo gelişiminde de görev alıyor ve bunlardan herhangi biri işlevsizleştirildiğinde embriyo doğuma kadar yaşayamıyor. Ayrıca, bazı genlerin çeşitli hastalıklarla ilgili işlevleri, yaşamın daha ileriki evrelerinde devreye giriyor.

Derleyenler: Raşit Gürdilek - Zeynep Tozar

Kaynak: Nature News Online, 9-10 Ekim 2007