Bir zamanlar görünmezdi! Yeni mikroskop teknolojisi proteinleri ortaya çıkarabilir

Hüseyin Cihad Önal - Temmuz 18, 2026 15:47 | Son Güncelleme Tarihi: Temmuz 18, 2026 15:47

UC Berkeley fizikçileri ve Biohub laboratuvarı, lazer faz plakası teknolojisiyle mikroskopide yeni bir çığır açtı. Bu yenilik sayesinde, bugüne kadar görüntülenemeyen küçük proteinler artık detaylı biçimde incelenebiliyor. Lazer faz plakası, biyolojik araştırmaların sınırlarını genişletiyor.

UC Berkeley'den fizikçi Holger Müller ve ekibi, lazer faz plakası adı verilen yeni bir teknolojiyle mikroskopinin sınırlarını genişletti. Kaliforniya'daki Biohub laboratuvarında geliştirilen bu sistem, bugüne kadar elektron mikroskoplarının görüntüleyemediği kadar küçük proteinlerin detaylı biçimde incelenmesini sağladı. Lazer faz plakası, elektron demetinin fazını değiştirerek kontrastı artırıyor ve böylece proteinlerin ve moleküllerin daha net görüntülenmesine olanak tanıyor. Bu gelişme, özellikle insan vücudundaki proteinlerin yaklaşık yüzde 90'ını oluşturan küçük proteinlerin yapısal analizinde yeni bir dönemi başlattı.

Holger Müller: 'Lazer faz plakası ile sınırlar aşıldı'

UC Berkeley fizik profesörü Holger Müller, lazer faz plakası teknolojisinin kriyoelektron mikroskopisinin (kriyo-EM) karşılaştığı en büyük engellerden birini ortadan kaldırdığını vurguladı. Müller, "Kriyo-EM, biyolojik makromoleküllerin yapısını çözmek için en hızlı büyüyen tekniklerden biri. Ancak bugüne kadar, sinyal-gürültü oranı düşük olduğu için birçok küçük protein analiz edilemiyordu. Lazer faz plakası ile bu sorun büyük ölçüde aşıldı" dedi. Araştırma ekibi, lazer faz plakası sayesinde, elektron demetini son derece yoğun ve odaklanmış bir lazerle modifiye ederek, daha önce görünemeyen proteinleri ortaya çıkardı. Hemoglobin gibi küçük moleküller, bu teknolojiyle artık net biçimde görüntülenebiliyor. Müller, bu gelişmenin biyoloji ve tıp alanında yeni keşiflerin önünü açacağını belirtti.

Biohub laboratuvarında Theia ile yeni proteinler keşfediliyor

Biohub laboratuvarı, Holger Müller'in geliştirdiği lazer faz plakası ile donatılan özel bir Thermo Fisher Krios mikroskobunu kullanarak, Theia adlı yeni bir cihazı hayata geçirdi. Theia, antik Yunan mitolojisinden esinlenerek adlandırıldı ve mikroskopi alanında "Formula 1" seviyesinde bir performans vadediyor. Bu cihaz, standart kriyo-EM cihazlarından daha yüksek çözünürlük sağlıyor ve lazer faz plakası eklendiğinde küçük proteinlerin sınırlarını dahi aşmayı başarıyor. Biohub ekibi, ikinci bir mikroskop üzerinde de çalışıyor. Bu yeni tasarımda, daha düşük güçte iki dik lazer kullanılarak optik bozulmalar en aza indiriliyor ve cihazın bileşenleri hasardan korunuyor. Biohub Görüntüleme Bilimi Başkan Yardımcısı Stephani Otte, "Bu teknolojiyle artık canlı hücre içinde moleküler makinelerin nasıl çalıştığını görebileceğiz. Lazer faz plakası, biyolojik araştırmalarda paradigma değişimi yaratıyor" ifadelerini kullandı.

Faz kontrastının tarihçesi ve lazer faz plakası ile dönüşümü

Faz kontrastı görüntüleme yöntemi, 1930 yılında Hollandalı fizikçi Frits Zernike tarafından geliştirildi. Zernike'nin buluşu, biyolojik materyalden geçen ışığın fazındaki değişimleri parlaklık farklılıklarına dönüştürerek şeffaf hücresel yapıların görünmesini sağladı. Bu yöntem, 1953 yılında Zernike'ye Nobel Fizik Ödülü kazandırdı. Ancak, faz kontrastı ilk kez elektron mikroskoplarına uygulandığında, faz plakaları elektron demetini zayıflatıyor ve çözünürlüğü düşürüyordu. Holger Müller ve ekibi, 2010 yılında yoğun bir lazer kullanarak bu sorunu aşmayı önerdi. On beş yıl süren geliştirme çalışmaları sonucunda, lazer faz plakası teknolojisi hayata geçti. Araştırmacılar, lazeri küresel bir ayna boşluğuna hapsederek, ışığın 10.000'den fazla kez yansıdığı ve son derece yoğunlaştığı bir ortam oluşturdu. Bu sayede, birkaç mikrona odaklanan 75 kilowatt gücünde bir lazer ile bugüne kadar ulaşılamayan parlaklık ve kontrast elde edildi.

Kriyo-EM ile protein görüntülemede yeni eşik aşıldı

Kriyo-EM teknolojisi, yaklaşık 70 kilodaltondan daha küçük proteinleri görüntülemede sınırlı kalıyordu. Oysa insan proteomunun yüzde 90'ı bu boyutta proteinlerden oluşuyor. Lazer faz plakası sayesinde, artık 50 kilodalton kadar küçük proteinler görüntülenebiliyor. Müller, teknolojinin gelecekte 17 kilodaltona kadar inebileceğini öngörüyor. Bu da myoglobin gibi çok daha küçük proteinlerin bile analiz edilebileceği anlamına geliyor. Araştırma ekibi, lazer faz plakası ile aldolaz ve hemoglobin gibi proteinleri test etti. Özellikle hemoglobin gibi küçük proteinlerde görüntü kalitesinde büyük iyileşmeler kaydedildi. Müller, "En zorlu durumlar için, yani küçük ve zor örneklerde, lazer faz plakası çok büyük avantaj sağlıyor" diyerek teknolojinin potansiyelini vurguladı.

Lazer faz plakası ile biyolojik araştırmalarda yeni dönem

Biyoloji ve tıp alanında, hücre içi moleküler makinelerin işleyişini anlamak için yüksek çözünürlüklü görüntüleme kritik önem taşıyor. Lazer faz plakası, özellikle kalabalık ve karmaşık hücresel ortamlarda bile küçük proteinlerin ve moleküllerin detaylı biçimde izlenmesini mümkün kılıyor. Biohub laboratuvarında yürütülen çalışmalar, lazer faz plakası ile alınan görüntülerin, hastalıkların mekanizmalarını ve hücresel süreçleri daha iyi çözümlemeye olanak sunduğunu gösterdi. Stephani Otte, "Bu teknolojiyle bir zamanlar görünmez olan artık görünür hale geldi. Bu, hastalıkları anlama ve tedavi etme biçimimizi kökten değiştirecek" diyerek lazer faz plakasının bilim dünyası için önemini özetledi.

Lazer faz plakası teknolojisinin yaygınlaşmasıyla, protein görüntülemede yeni bir çağ başlıyor. UC Berkeley ve Biohub laboratuvarlarının öncülük ettiği bu atılım, bilim insanlarının hücre içi süreçleri ve hastalıkları daha iyi anlamasını sağlayacak. Gelecekte, lazer faz plakası ile daha küçük proteinlerin ve karmaşık moleküllerin de detaylı biçimde görüntülenmesi mümkün olacak. Bu gelişme, biyolojik bilimlerde ve tıp araştırmalarında devrim niteliğinde bir etki yaratacak.

Kapat