Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

Okyanusların derinliklerinde, gözle görülemeyen ancak gezegenimizin yaşam destek ünitesi olarak çalışan devasa bir ordu var: Planktonlar. Dünyadaki oksijenin büyük bir kısmını üreten, iklimi dengeleyen ve deniz ekosisteminin görünmeyen motoru olan bu canlılar, uzun süredir bilim insanları için bir kara kutuydu. Ancak şimdi, bilim dünyasında taşları yerinden oynatan yeni bir teknoloji sayesinde, bu mikroskobik canlıların gizli iç mimarisi ve evrimsel hikayesi gün yüzüne çıkıyor.

Pandemi Döneminde Doğan Bilimsel Devrim: Genişleme Mikroskopisi (U-ExM)

Bilimsel keşifler bazen en beklenmedik zamanlarda gelir. Pandemi sırasında EMBL’den Dr. Gautam Dey, EPFL’den meslektaşı Dr. Omaya Dudin'den heyecan verici bir haber aldı. Ekip, denizlerde yaşayan tek hücreli Ichthyosporea canlısının iç yapısını, "Genişleme Mikroskopisi" (Expansion Microscopy) adı verilen devrim niteliğinde bir teknikle görüntülemeyi başarmıştı.

Peki, bu teknik neden bu kadar önemli? Mevcut mikroskoplar hücrelerin içine belli bir sınıra kadar bakabilirken; MIT kökenli ve Cenevre Üniversitesi tarafından geliştirilen Ultrastrüktürel Genişleme Mikroskopisi (U-ExM), oyunun kurallarını değiştirdi. Bu yöntemle hücrelerin içine su emen özel bir jel enjekte ediliyor. Jel şiştikçe, hücre fiziksel olarak 16 kata kadar büyüyor. Bu sayede araştırmacılar, planktonların sert hücre duvarlarını aşarak, daha önce hiç görülmemiş mikroskobik detayları inceleme fırsatı buluyor.

200 Türlük Mikroskobik Hazine ve Hücresel Haritalama

Pandeminin ardından bu bireysel başarı, devasa bir Avrupa projesine dönüştü. TREC (Traversing European Coastlines) seferi kapsamında Fransa’nın Roscoff sahilindeki Deniz Biyolojisi İstasyonu’na giden ekip, orada beklemedikleri bir manzarayla karşılaştı. Laboratuvar yöneticisi Ian Probert, ekibe sadece birkaç örnek değil, tam 200’den fazla farklı plankton türü sundu.

Araştırmacı Dr. Felix Mikus, o anı şöyle anlatıyor:

"Üç gün boyunca aralıksız çalıştık. Karşımızda adeta mikroskobik bir hazine duruyordu."

Genişleme mikroskopisi ile yapılan incelemelerde, hücrelerin iskeletini oluşturan mikrotübül ve santrin proteinleri detaylıca haritalandı. Bu yapılar; hücrenin şeklini korumasını, bölünmesini ve hareket etmesini sağlayan hayati bileşenlerdir. Yüzlerce farklı türün karşılaştırılması, evrimsel süreçte hücrelerin nasıl şekillendiğine dair bilim dünyasına yepyeni ipuçları sundu.

Evrimin Fiziksel İzleri: Genetik Veri ile Yapısal Analiz Birleşiyor

Bu çalışma sadece planktonları değil, insan dahil tüm karmaşık yaşam formlarını barındıran ökaryotik hücrelerin evrimini anlamada yeni bir sayfa açtı. Dr. Armando Rubio Ramos’un belirttiği gibi, artık hücrelerin geçmişine sadece genetik kodlarla değil, fiziksel yapıyla da bakılabiliyor. Genetik veriler ile hücre yapısının birleştirilmesi, evrimin fiziksel izlerini takip etmeyi mümkün kılıyor.

Moore Vakfı’ndan alınan 2 milyon İsviçre Frangı destek ve Oxford Üniversitesi’nin katılımıyla genişleyen proje, şimdi daha büyük soruların peşinde:

• Çok hücrelilik nasıl başladı?

• Hücre bölünmesi evrimsel süreçte nasıl değişti?

• Yaşamın büyük sıçramaları nasıl gerçekleşti?

Dr. Dey, bu girişimi "yalnızca bir keşif değil, yaşamın evrimsel mimarisini çözmek için başlatılmış küresel bir yolculuk" olarak tanımlıyor. Okyanusların sessiz tanıkları olan planktonlar, artık sadece birer besin kaynağı değil; yaşamın sırlarını taşıyan birer biyolojik arşiv olarak görülüyor.

Sıkça Sorulan Sorular (SSS - FAQ)

1. Genişleme Mikroskopisi (U-ExM) nedir? Genişleme mikroskopisi, hücrelerin içine özel bir jel enjekte edilerek hücrenin fiziksel olarak büyütülmesini sağlayan bir görüntüleme tekniğidir. Bu yöntem, hücre yapılarının mikroskop altında çok daha detaylı ve yüksek çözünürlükte incelenmesine olanak tanır.

2. Planktonlar neden bu kadar önemli? Planktonlar, dünyadaki oksijenin büyük bir kısmını üretir, atmosferdeki karbonu emerek iklimi dengeler ve okyanus besin zincirinin temelini oluşturur. Onlar olmadan deniz yaşamı ve dünya ekosistemi çökme riskiyle karşı karşıya kalır.

3. Bu keşif bilime ne kazandıracak? Bu keşif, hücrelerin evrimsel geçmişini anlamamızı sağlıyor. Genetik verilerin fiziksel yapılarla eşleştirilmesi sayesinde, tek hücreli yaşamdan çok hücreli yaşama geçişin ve biyolojik çeşitliliğin kökenleri aydınlatılıyor.

Referanslar:

1. Felix Mikus, et al. Charting the landscape of cytoskeletal diversity in microbial eukaryotes. Cell, 2025; DOI: 10.1016/j.cell.2025.09.027

2. European Molecular Biology Laboratory. (2025, November 2). A new microscopy breakthrough is revealing the oceans’ invisible life. ScienceDaily.