Mucit ve genç 8 girişimci

Pratik kuantum bilgisayarlara ve CRISPR (çığır açıcı gen düzenleme teknolojisi) işlemlerine götüren yenilikleri yaratıyorlar...

2 AĞUSTOS, 20190
Paylaş Tweet Paylaş
Mucit ve genç 8 girişimci

1- ABHINAV KANDALA / IBM Research Doğum yeri: Hindistan 1 Yeni ilaçlar ve materyaller keşfetmeye yardımcı olmak için kuantum bilgisayarlarının önünü açmak amacıyla çalışıyor.

Moleküllerin daha kesin bilgisayar modelleri, yeni ilaçlardan daha iyi pillere kadar her şey için kullanışlı özellikleri öngörmeye yardımcı olabilir. Ancak atomların ve elektronların davranışlarını simüle etmek demek çok büyük sayılarda olasılığı hesaplamak anlamına geliyor. Bu yüzden güçlü bilgisayarlar bile yaklaşık hesaplamalar yapar. Abhinav Kandala, bu problemi molekülleri simüle etmek için kuantum bilgisayarlarını kullanarak çözüyor. 2017’de, Kandala bugüne kadar bir kuantum bilgisayarında modellenmiş en büyük molekül olan üç atomlu berilyum hidrürü simüle etti. Bu, yeni ilaçların ve yeni materyallerin keşfine yol açabilecek daha büyük moleküllerin hassas simülasyonlarına zemin hazırlayan çok önemli bir adımdı. Kuantum bilgisayarları kübitlerden yapılmıştır. Kübitler, bilgiyi klasik bir bilgisayardaki bitlerin yaptığı şekilde kodlayan fiziksel unsurlardır. Kübitleri yöneten kuantum mekaniği olduğu için atomlar ve elektronlar gibi onun kurallarına tabi olan başka tanecikleri de klasik bilgisayarlardan çok daha kolay bir şekilde modelleyebilirler. New York’ta IBM Research için çalışan Kandala, bunun molekül simülasyonlarını teknolojinin “muhteşem” uygulamalarından biri haline getirdiğini söylüyor.

2 - JASON BUENROSTRO / Harvard Üniversitesi Doğum yeri: ABD 2 Bir hücrenin içinde hangi genlerin aktif olduğunu anlamak için çalışan bir girişimci.

Jason Buenrostro Santa Clara Üniversitesi’nden biyoloji ve mühendislik diplomalarıyla mezun olduktan sonra Stanford’da bir laboratuvarda işe başlayarak 800 bin dolarlık bir gen sıralama makinesini yönetmeye başladı. Makinesinin tespit ettiği mutasyonların etkilerini anlamak istedi. Fakat bulduğu mutasyona uğramış genlerin çoğu çöp olarak kabul ediliyordu; çünkü bu genler protein üretimini yönetmiyordu. Bu yüzden Stanford’dan mezun olurken yaptığı araştırmada, bu genlerin ne yaptığını öğrenmek için genomun bu keşfedilmemiş kısımlarının haritasını çıkaracak yöntemler geliştirdi. DNA esasen hücreden hücreye değişmez, fakat bir böbrek hücresi aktif olan genler açısından bir beyin hücresinden farklıdır. Bu da karşılık olarak, transkripsiyon için erişilebilir olup olmadıklarına bağlıdır: Zira DNA bir hücrenin çekirdeğini çok sıkı bir şekilde doldurduğundan, yalnızca belirli bölgeler bu şekilde “açıktır”. Buenrostro ve meslektaşları, genomun çoğu protein üretmeyen ama genetik aktiviteyi düzenleyen açık bölgelerini belirleyebilmek için ATAC-seq adı verilen bir alet geliştirdi. Buenrostro, “Bunun insanlar için ne kadar faydalı olduğunu bilmiyordum. Birden bire gündem oldu desem yeridir” diyor ve ATAC-seq’in artık kendi Wikipedia sayfasının olduğunu belirtiyor. Bu teknik başta hücre gruplarında işe yarıyordu. Fakat Buenrostro onu daha da geliştirerek açık DNA’yı tek bir hücre düzeyinde belirleyebilecek hale getirdi. Bu alet sayesinde araştırmacılar tekli hücrelerde hangi genlerin aktif olduğunu belirleyebiliyor. Bu durum, bazen bu hücrelerin gelişerek nasıl başka tür hücrelere dönüştüğüne ve hastalıklarda bazı fonksiyonların nasıl bozulduğuna dair çalışmalarda bu araştırmacılara yardımcı oluyor. Buenrostro bu yöntemleri sağlıklı ve hasta hücreler arasındaki farklar hakkındaki temel bilgileri öğrenmek ve hücreler gelişip olgunlaştıkça onlara yeni davranışlar kazandırmak için kullanmak istiyor. Artık bunu yapabilecek bir laboratuvarı yönetiyor. Buenrostro, “Hücrelere en nihayetinde istediğimi yaptırabilmek (örneğin, kanserle savaşmak) için hücre yazgısı kararlarını anlamak istiyorum” şeklinde konuşuyor. 

3 - RITU RAMAN / MIT Doğum yeri: Hindistan Ritu Raman, kısmen biyolojik doku ve kaslardan oluşan tırtıl boyutlarında robotlar geliştirdi.

Raman’ın robotları polimer ve kas dokusundan oluşuyor, bulundukları ortamı algılayabiliyor ve o ortamdaki ısıyı, pH derecesini ve mekanik basıncı ayırt edebiliyor. “Ben alaylı bir mekanik mühendisiyim ve açıkçası bin yıldır kullandığımız malzemelerle bir şeyler üretmekten biraz sıkıldım” diyor Raman. “Bu yüzden hareket etmek, etrafta dolanmak ve içinde bulundukları ortamı algılamak için biyolojik materyaller kullanan ve gerektiğinde güçlenip zarar gördüklerinde kendilerini iyileştirebilmek gibi daha ilginç şeyler yapan robotlar ve makineler üretiyorum.” Raman, Irving hücrelerini ve proteinleri, hücrelerin kendi kendine yoğun bir kas dokusuna dönüştüğü bir kalıba enjekte ederek, onları modelleyebilecek 3D yazıcılar üretti. Sonrasında doku robot bir iskelete transfer ediliyor. Canlı iskelet kasından güç alan robotlar, ışığa veya elektriğe daha duyarlı hale geliyorlar. Şu anda biraz tırtıl gibi görünüyorlar. Ama bu sadece bu konseptin bir kanıtı. “İlaç vermek için vücudunuza tamamen sentetik implantlardan daha iyi uyum sağlayabilecek ‘yeni biyohibrit’ implantlar üretebilir miyiz” diyor Raman ve ekliyor: “Kirlenmiş bir su kaynağına robotlar bırakıp onların bir toksine doğru giderek o toksini nötralize edecek bir kimyasal salgılamalarını sağlayabilir miyiz?”

4 - OLGA DUDCHENKO / Medicine ve Rice Üniversitesi Baylor Akademisi Doğum yeri: Ukrayna 

Dudchenko genom dizilimi için daha iyi bir yöntem buldu.

Modern gen sıralama makineleri çok hızlı çalışır ve bir fıstığın, patlıcanın veya armadillonun DNA’sını iki günde okur. Ama çıkardıkları şey milyarlarca düzensiz DNA kodu parçasıdır. Olga Dudchenko, gerçek genomu ortaya çıkarmak için bu parçacıkları doğru sırayla bir araya yapıştırmanın daha hızlı ve daha ucuz bir yolunu geliştirmeye yardımcı oldu. Dudchenko, başlangıçta kromozomların nasıl katlandığını incelemek için geliştirilen ve hangi DNA parçacıklarının fiziksel olarak birbirine yakın olduğunu göstermek için geliştirilmiş bir teknik olan Hi-C’yi kullanıyor. Yöntemleri ve algoritmaları ile birleştiğinde bu teknik, genomların birleştirilmesini kolaylaştırır. 2018 yılının sonlarında, Dudchenko ve meslektaşları, çita, kızıl panda ve Brezilya kirpisi de dahil olmak üzere 50’den fazla tür için uçtan uca kromozom dizileri de dahil olmak üzere DNA Hayvanat Bahçesi’nin ilk sonuçlarını paylaştı. Canlıların soylarının giderek tükendiği bir dünyada, bu türlerin DNA kodları bir gün onlardan geriye kalan tek şey olabilir. Önümüzdeki iş, dünya üzerindeki her türün genomunu karakterize etmektir. DNA Hayvanat Bahçesi (burada Dudchenko’ya “baş görevli” diyorlar) her hafta yeni veriler yayınlıyor. “Bilinçli bir şekilde karar verebilme yeteneği, bu türlerin hayatta kalması veya yok olması arasındaki fark anlamına gelebilir” diyor Dudchenko.

5 - SILVIA CABALLERO / Vedanta Biosciences Doğum yeri: Peru

Yararlı bakterileri dünyanın en tehlikeli patojenleriyle mücadele için eğitmek.

20 yılda, antibiyotik ilaç direncinin kanserden daha fazla insan öldüreceği tahmin ediliyor. Bu yüzden Silvia Caballero bakteriyel enfeksiyonları kontrol edecek yeni yaklaşımlar geliştirmek için acele etmek gerektiğini düşünüyor. Caballero, insan bağırsağında bulunan trilyonlarca organizmanın belli başlılarının antibiyotiğe dirençli bakteriler kontrolü ele almaya başladığında vücudun savaşmasına yardımcı olabileceğini ilk keşfedenler arasındaydı. Caballero, New York’taki Memorial Sloan-Kettering Kanser Merkezi’nde çalışırken süper mikroplar olarak da bilinen vankomisine dirençli Enterococcus ve karbapeneme dirençli Enterobacteria’nın bağırsaklardaki kolonileşmesini taklit eden laboratuvar fareleri geliştirdi. Bu modelleri biyoinformatik araçlarla birlikte farelerin bağırsaklarını pek çok ilaca dirençli bakteriden temizleyebilecek ve böylece enfeksiyonun ana deposunu yok edebilecek mikrop türlerini belirlemek için kullandı. Caballero şu anda Massachusetts’in Cambridge kentindeki Vedanta Biosciences şirketinde çalışıyor. Caballero, hastanelerde ve huzurevlerinde sıkça bulunan üç potansiyel ölümcül bakteri suşunu etkili bir şekilde kontrol edebilen bakterileri tespit ederek, insanlar için de aynısını yapmaya çalışıyor. İnsan bağırsağında bulunan bakterilere dair dünyanın en büyük kütüphanesini oluşturmada kilit bir rol oynayan Caballero bu üç tehlikeli organizmayı öldürüp öldüremeyeceklerini görmek için binlerce türün test edildiği bir kampanyaya öncülük etti. Bu çalışmaları, insan bağırsak florasından elde edilmiş ve üç organizmanın tümünü de kontrol edebilecek bir bakteri kokteylinin belirlenmesine ön ayak oldu. Vedanta’nın amacı bu ilaç adayıyla 2021’de klinik çalışmalara başlamak.

6 - DAWEI DI / Zhejiang ve Cambridge Üniversiteleri Doğum yeri: Çin

Onun LED materyalleri şu anda kullanılanlardan daha ucuz ve daha çevre dostu.

Işık soğurmalı diyotlar (LED’ler), akıllı telefonlardan televizyon ekranlarına ve trafik ışıklarına kadar pek çok üründe kullanılıyor; fakat üretilmeleri de pahalıya mal oluyor. Buna ek olarak, genelde elektriğin ışığa verimli bir şekilde dönüştürülmesi ve parlak bir şekilde ışıldama kabiliyeti arasında bir denge vardır. Bu dengede en etkili noktaya ulaşmak hep zor olmuştur. Zhejiang Üniversitesi’nde öğretim üyesi olan ve Cambridge Üniversitesi’nde de misafir araştırma görevliliği yapan Dawei Di, yüksek parlaklığa ulaşmaları gerektiğinde bile elektriği maksimum verimle ışığa dönüştüren yeni LED materyalleri ve araçlarını icat etmeye yardımcı oldu. Dahası, bu materyaller daha ucuz, daha basit ve daha az enerji gerektiren süreçlerle üretilebilir. Tipik LED üretim hatları yüksek ısılı süreçler gerektirir veya ışık yayan materyalleri vakumla katı bir yüzeye dökmeye ihtiyaç duyar. Bu yüzden de çok fazla enerji kullanırlar. Di’nin materyalleri daha ucuz çünkü yaygın şekilde bulunan maddelerden üretilebiliyor. Yüksek sıcaklıklarda veya vakumla biriktirilmelerine de gerek yok. Bunun yerine, bir sıvıda çözdürülüyorlar ve sonra da katı bir yüzeyi kaplamak için kullanılıyorlar. Birkaç şirket şimdiden Di’nin yöntemlerini kullanarak pilot üretim hatlarını deniyor. Bu hatlar standart üretim hatlarının yerine hemen geçecek olmasa da Di bunların giderek yaygınlaşacaklarına inanıyor. “Endüstri bu yöne doğru gidiyor” diyor.

7 - MARC LAJOIE / Lyell Immunopharma Doğum yeri: ABD

Kanserle mücadele için akyuvarları programlamak.

Son yıllarda ortaya çıkan en umut verici kanser tedavilerinden birisi CAR T-hücre terapisi. Bu tedavi hastaların bir tür akyuvar olan T hücrelerini genetik olarak değiştiriyor ve böylece bu hücreler, yüzeylerindeki belli bir tür protein veya antijenle kanser hücrelerini hedef alıp öldürmeye programlanıyor. Sorun şu ki kanser hücreleri genellikle başka tür hücrelerle aynı antijenleri paylaşıyor, dolayısıyla bu tedavi şimdilik eşsiz antijenlere sahip belli kan hücreleri olan kanserlerle sınırlı. Marc Lajoie, sadece tek bir tane antijen yerine antijen kombinasyonlarını hedef alabilsinler diye T hücrelerini yeniden programlamanın bir yolunu icat etti. Bu sayede, T hücreleri daha geniş bir kanser skalasıyla başa çıkabilecek. “Bu bir hücrenin içine mikroçip koymakla aynı şey” diyor Lajoie. “Bu yeni programları kurup hücrelerin istediğimiz kararları vermelerini sağlayabiliriz.” Lajoie ve Washington Üniversitesi’ndeki meslektaşları proteinlerden oluşan şalterler geliştirdi. Daha sonra bu şalterleri bilgisayar çiplerinin yaptığıyla aynı ‘ve’, ‘veya’ ve ‘değil’ operasyonlarını gerçekleştirebilecek bir dizi mantık kapısı için temel olarak kullandılar. Böyle kapılar, T hücrelerinin eşsiz bir antijen kombinasyonunu hedef almasını, sağlıklı hücrelerde bulunan antijenlerden kaçınmasını veya antijen kaybının bir sonucu olarak direnç geliştiren kanserleri hedef almasını sağlayacak şekilde farklı antijenlere tepki vermeye ayarlanabilir. Lajoie, Lyell Immunopharma adında yeni bir girişimin ortak kurucularından oldu ve şirketin Seattle ofisinde protein mantığını kullanarak daha etkili CAR T-hücre terapileri geliştirmek için çalışıyor. Fakat kendisi aynı teknolojinin, hücrelerin içinde bulundukları ortama cevap verme şekillerini değiştirerek bütün hastalıkları tedavi etmeye yardımcı olabileceğini söylüyor.

8 - BRANDON SORBOM Commonwealth Füzyon Sistemleri Doğum yeri: ABD

Sorbom’un yüksek ısılı süper kondüktörleri, füzyon reaktörlerini inşa edilebilecek kadar ucuzlatabilir.

Brandon Sorbom, nükleer füzyon enerjisinin önünde duran temel sorunlardan bir tanesini çözdü. Bunu, füzyon sürecinin bir kısmını izole edecek, yüksek ısılı süper kondüktörler kullanan elektromanyetik bir sistem geliştirerek yaptı. Sorbom’un bu buluşu füzyon reaktörü tasarımlarının inşasını önemli ölçüde ucuzlatabilir. Şebekeye güç sağlayabilecek bir füzyon reaktörü olsa olsa 10 yıldan fazla bir uzaklıkta. Fakat böyle bir reaktör geliştirmek çok değerli bir amaç, çünkü füzyonun radyoaktif atık veya güvenlik riski olmadan neredeyse sınırsız sıfır karbon enerji sunma potansiyeli var. Bir sorun yıllarca bilim insanlarını uğraştırdı: Füzyon için gereken 100 milyon derecelik sıcaklıkları, kâr ederek enerji üretebilecek kadar ucuz bir şekilde nasıl elde edeceklerdi? Güçlü mıknatıslar, bir reaktörün çekirdeğindeki yakıtı izole ederek bunu başarabilir. Fakat yakın zamana kadar dünyanın en iyi elektromıknatısı bile buna çok dayanmadı. Bu yüzden Sorbom ve ekibi itriyum baryum bakır oksit denen bir süper kondüktörden yapılmış daha iyi bir mıknatıs tasarladı. Önce MIT’de bir öğrenciyken, şimdi de Commomwealth Fusion Systems adında yeni bir girişimde baş mühendis olarak Sorbom, bu mıknatısı daha önce düşünülenden çok daha küçük bir füzyon reaktörü tasarımının bir parçası olarak kullandı. Esasen reaktör o kadar küçük ki Commonwealth Fusion önümüzdeki on yıl içinde ilk işlevsel konseptini inşa etmeye doğru gidiyor.


İLGİNİZİ ÇEKEBİLİR

Yorum Yaz




Veri politikasındaki amaçlarla sınırlı ve mevzuata uygun şekilde çerez konumlandırmaktayız. Detaylar için veri politikamızı inceleyebilirsiniz.